30 lat obserwatorium słonecznego SOHO

W "Nature Astronomy" opublikowano artykuł, którego autorzy przypomnieli osiągnięcia kosmicznego obserwatorium SOHO. Instrument ten zrewolucjonizował badania Słońca i do tej pory codziennie dostarcza dobrej jakości danych naukowych. Co roku publikowane są setki artykułów naukowych opartych o te dane.

Sonda Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) została wystrzelona 2 grudnia 1995 roku. Nikt wtedy nie spodziewał się, że w roku 2025, czyli po 30 latach, obserwatorium nadal będzie działać, stając się jedną z najdłużej trwających misji kosmicznych w historii. Sonda znajduje się 1,5 miliona kilometrów od Ziemi w pobliżu punktu libracyjnego L1 układu Ziemia-Słońce.

"Fakt, iż ta misja przerosła wszelkie oczekiwania, to dowód pomysłowości naszych inżynierów, operatorów i naukowców, a także współpracy międzynarodowej" - komentuje prof. Carole Mundell, dyrektor ds. naukowych w ESA.

Wcale nie było jednak łatwo. Dwa i pół roku po starcie sonda napotkała krytyczny błąd, obracała się w niekontrolowany sposób i traciła łączność z Ziemią. Trzy miesiące potrwały wysiłki przywrócenia jej do poprawnego działania. Później w listopadzie i grudniu 1998 roku zawiodły żyroskopy stabilizujące sondę. Znowu trzeba było ratować misję. W lutym 1999 roku opracowano nowe oprogramowanie, które pozwoliło jej działać bez żyroskopów.

W komunikacie ESA wskazano pięć przykładów najważniejszych badań z ostatnich pięciu lat.

Sonda SOHO utorowała drogę do heliosejsmologii, czyli badań, w jaki sposób fale dźwiękowe poruszają się w Słońcu, podobnie jak sejsmologia opierająca się o badania fal sejsmicznych poruszających się poprzez Ziemię w trakcie trzęsień ziemi. W szczególności udało się rozwiązać zagadkę związaną z przepływami plazmy. Dzięki heliosejsmologii okazało się, że plazma przepływa wzdłuż pojedynczej pętli (komórki) w każdej z półkul Słońca, a nie wielu komórek, jak przypuszczano wcześniej. Dane pokazują, że plazma potrzebuje około 22 lat do pełnego obiegnięcia pętli w jednym cyklu, przepływając od powierzchni w okolicach równika do biegunów, a potem podróżując z powrotem wewnątrz Słońca w stronę równika.

Druga kwestia to pytanie czy Słońce świeci stabilnie, niezmiennie. To kluczowe dla zrozumienia wpływu promieniowania słonecznego na ziemską atmosferę i klimat. Całkowita energia wydzielana przez Słońce zmienia się w bardzo niewielkim stopniu, zaledwie o 0,06 proc. na cykl słoneczny. Natomiast zmiany w promieniowaniu ultrafioletowym są znaczące, podwajając się pomiędzy minimum a maksimum słonecznym. Promieniowanie ultrafioletowe wpływa na temperaturę i chemię górnej części atmosfery naszej planety, ale nie ma bezpośredniego wpływu na trend globalnego ocieplenia obserwowany przy powierzchni Ziemi.

Trzecim wskazanych aspektem jest monitorowanie pogody kosmicznej w czasie rzeczywistym. Koronograf LASCO na pokładzie sondy SOHO pozwala na blokowanie blasku tarczy słonecznej i obserwacje korony słonecznej. Widać więc koronalne wyrzuty masy, czyli wielkie wybuchy materii i pola magnetycznego. Niektóre z nich docierają do Ziemi w czasie do trzech dni od opuszczenia Słońca.

Następną sprawą są komety. Nieoczekiwanie obserwatorium SOHO zostało łowcą komet. Pozwala na obserwacje komet, które przelatują bardzo blisko Słońca. W marcu 2024 roku SOHO odkryło swoją kometę numer 5000. Jest więc najskuteczniejszym instrumentem w odkrywaniu komet. Większość odkryć pomogli dokonać miłośnicy astronomii w ramach programu "Sungrazer Project", byli wśród nich także Polacy.

Jako piąty element ESA podkreśla, iż SOHO ukształtowało kolejną generację obserwatoriów słonecznych, zarówno pod względem technologii, jak i celów naukowych. Na przykład europejska misja Solar Orbiter ma na pokładzie instrumenty, które są następcami tych opracowanych dla SOHO. Również amerykańskie Solar Dynamic Observatory korzysta z ulepszonych wersji instrumentów SOHO. Co więcej, SOHO często uczestniczy we wspólnych pomiarach z innymi sondami (np. Solar Orbiter, czy Parker Solar Probe), tak aby mieć lepszy kontekst dla zebranych danych.

30 lat działania SOHO zebrane w liczbach to 24 miliony zdjęć, 60 terabajtów danych w archiwum, 2,8 miliona poleceń wysłanych do sondy, 40 tysięcy zaobserwowanych koronalnych wyrzutów masy, 7 tysięcy opublikowanych prac naukowych, 300 doktoratów oraz wspomniane już 5 tysięcy odkrytych komet. Sonda obserwuje naszą dzienną gwiazdę już przez trzy cykle słoneczne (jeden cykl aktywności słonecznej trwa około 11 lat). 

Od redakcji Wiara.pl

Całkiem na marginesie: zaskakujące to zastrzeżenie prawda? ". Promieniowanie ultrafioletowe wpływa na temperaturę i chemię górnej części atmosfery naszej planety, ale nie ma bezpośredniego wpływu na trend globalnego ocieplenia obserwowany przy powierzchni Ziemi". Hm. Bezpośredniego nie, ale pośredni jednak tak?