Wiemy już (prawie) skąd bierze się wiatr... słoneczny

Skąd bierze się wiatr na Ziemi? Ten, do którego podmuchów jesteśmy przyzwyczajeni, w najprostszych słowach, bierze się stamtąd skąd wieje. To oczywiście żart, ale z sensem. Z kolei wiatr słoneczny, bierze się jak można przypuszczać po jego nazwie, ze Słońca. Tym razem, jednakże nie mamy do czynienia z przepływem mas powietrza w wyniku powstania różnic w ciśnieniu, a ze strumieniem naładowanych cząstek, w tym elektronów, protonów i jąder atomów helu, czyli cząstek alfa. W składzie wiatru słonecznego są także bardziej masywne pierwiastki, które powstają w we wnętrzu Słońca lub są tam od początku jego istnienia.

Wiatr słoneczny wieje, bo te cząstki wydostając się wzdłuż niedomkniętych linii pola magnetycznego, czyli z miejsc zwanych dziurami koronalnymi, osiągają wysokie prędkości kilkuset km/s, większe niż sonda Solar Parker Probe w momencie największego zbliżenia się do Słońca. Dla przypomnienia to pojazd, który 27 września 2023 roku pobije rekord zbliżenia się do powierzchni naszej gwiazdy. Osiągnie wtedy odległość 7,9 miliona kilometrów, a jego prędkość będzie wtedy wynosiła 176 km/s. To jednak nie sonda NASA, a europejska Solar Orbiter rozwikłała niezwykle ważną część zagadki pochodzenia wiatru słonecznego.

Wiatr słoneczny jest na tyle silny, że odległy o ponad 160 jednostek astronomicznych od Słońca (jedna jednostka to odległość Ziemia-Słońce) Voyager 1 wciąż odczuwa jego wpływ. Naukowcy przypuszczają, że inne gwiazdy również jak Słońce mają swój wiatr, choć możliwość badania takowego jest możliwa tylko w przypadku Słońca. Wcześniejsze badania wiatru Słonecznego nie doprowadziły do kompletnego wyjaśnienia źródła wiatru słonecznego. Co prawda mamy roboczą teorię, ale zgodnie z jej założeniami wiatr słoneczny jest wyłącznie jednostajnym zjawiskiem. Tymczasem obserwacje, których dokonała wiosną 2022 roku sonda Solar Orbiter, zmusiły naukowców do przemyślenia na nowo tego problemu. Na poniższym wideo widać dziury koronalne, w których dzieje się coś co przykuło uwagę astronomów.

Na zdjęciach okolic biegunowych Słońca wykonanych w ekstremalnie dalekim ultrafiolecie (zdjęcie wejściowe do tekstu), zarejestrowano liczne małe dżety plazmy, która jest wyrzucana ze słonecznej atmosfery. Jak podkreśla Lakshmi Pradeep Chitta z Instytutu Maxa Plancka w Niemczech - Mogliśmy wykryć te drobne dżety dzięki bezprecedensowo wysokiej rozdzielczości i częstotliwości wykonanych obrazów sondy Solar Orbiter.

Istnienie tych dżetów plazmy stanowi doskonałe uzupełnienie wspomnianego poglądu, że wiatr słoneczny wydostaje się ze słońca wzdłuż linii pola magnetycznego. Jednakże okazuje się, że nie tylko jednostajny wypływ materii w wyniku rozszerzania się korony słonecznej, ale i wyrzuty plazmy w postaci dżetów, mogą być źródłem wiatru słonecznego. Mówiąc inaczej, tak jak na Ziemi mamy drobne podmuchy wiatru, tak dzieje się z wiatrem Słonecznym. Te podmuchy czy też dżety słoneczne są bardzo słabe. ESA tłumaczy to tak. Najsilniejsze słoneczne rozbłyski klasy X są biliony razy silniejsze niż dżety odpowiedzialne za cykliczne, ale nieregularne, zasilanie wiatru Słonecznego. Jest ich jednak tak dużo, co sugerują obserwacje, że należy je uznać za znaczące źródło wiatru słonecznego.

Dla przeciętnego internauty, odkrycia ESA mogą wydawać się sztuką dla sztuki, mało istotnym faktem, a uzyskana odpowiedź brzmi lakonicznie. Jednak aktywność Słońca, której wiatr słoneczny jest przejawem, to rzecz, którą musimy poznać jak najlepiej i każdy drobiazg nas do tego przybliża. Przyszłość naszej cywilizacji wiąże się z rozwojem elektroniki, a na jej działanie aktywność słoneczna może mieć ogromny wpływ. Im lepiej znamy mechanizmy determinujące zachowanie Słońca, tym lepiej możemy chronić się przez jego humorami.

To co obecnie odkrył Solar Orbiter to dopiero początek odszyfrowywania najgłębszych tajemnic wiatru słonecznego. W kolejnych latach Solar Orbiter będzie coraz bardziej nachylał swoją orbitę względem ekliptyki i będzie w stanie lepiej obserwować okolice biegunowe Słońca.

Źródło: ESA