Це може виглядати як звичайна пляма Сонця, але те, що ви бачите на зображенні вище, — це видовище, якого людство ніколи раніше не бачило. Насправді це південний полюс Сонця, і наш перший погляд на цей регіон став можливим завдяки сміливому маневру Solar Orbiter, який занурився під площину Сонячної системи, щоб побачити косий погляд на частину Сонця, зазвичай приховану від очей.
«Сьогодні ми вперше в історії людства показуємо полюс Сонця», — каже астрофізик Керол Манделл, директор з науки Європейського космічного агентства (ЄКА). «Сонце — наша найближча зірка, джерело життя та потенційний порушник сучасних космічних та наземних енергетичних систем, тому вкрай важливо, щоб ми розуміли, як воно працює, і навчилися передбачати його поведінку. Ці нові унікальні зображення з нашої місії Solar Orbiter є початком нової ери сонячної науки».
Полюси Сонця довгий час були білим китом для сонячної фізики. Як і інші планети Сонячної системи, Земля обертається більш-менш навколо екватора Сонця. Те саме стосується і більшості наших сонячних приладів. Це означає, що ми ніколи не мали чіткого огляду верхньої та нижньої частин нашої зірки.
Це проблема з багатьох причин, не в останню чергу тому, що кожні 11 років ці полюси змінюються місцями, а північна та південна полярність змінюються. Ми не маємо чіткого розуміння, чому відбувається цей процес. Гарне, чітке уявлення про полюси дало б багато нової інформації, яку вчені могли б використовувати, щоб допомогти з’ясувати це.
Solar Orbiter щойно доклав найкращих зусиль, щоб отримати це чітке зображення. Це також ідеальний час для цього спостереження: Сонце виходить з сонячного максимуму, періоду, протягом якого відбувається переворот полюсів. У лютому 2025 року космічний апарат, який зазвичай обертається навколо середини Сонця, нахилив свою орбіту на 17 градусів – достатньо, щоб нарешті побачити полюс.
Попередні орбітальні апарати нахиляли свої орбіти лише до 7 градусів, за винятком орбітального апарату «Улісс», який, на жаль, не мав жодного обладнання для обробки зображень, оскільки зробив три захопливі петлі безпосередньо над полюсами Сонця між 1994 і 2008 роками.
«Ми не знали, чого саме очікувати від цих перших спостережень», — каже астрофізик Самі Соланкі з Інституту дослідження Сонячної системи імені Макса Планка в Німеччині. «Полюси Сонця — це буквально terra incognita».
Три прилади для обробки зображень зробили детальні вимірювання південного полюса Сонця протягом кількох днів спостережень:
- Поляриметричний та геліосейсмічний тепловізор (PHI) досліджував магнітні поля Сонця, що проявлялися в поляризації його світла;
- Екстремальне ультрафіолетове зображення (EUI) проводило спостереження на заданих довжинах хвиль для фіксації тонких структур у сонячній атмосфері;
- а прилад для спектрального зображення коронального середовища (SPICE) фіксує спостереження в ультрафіолетовому та екстремальному ультрафіолетовому діапазонах для дослідження температури та складу сонячної корони.
Магнітне поле на південному полюсі було досить захопливим безладом під час періоду спостережень Solar Orbiter, зі змішаними північною та південною полярностями. Коли полярна інвертація стабілізується, одна полярність посилюється, а інша зменшується, аж до сонячного мінімуму, коли магнітне поле буде найбільш упорядкованим, перш ніж знову почати руйнуватися.
Тим часом SPICE відстежував рух іонів вуглецю в області сонячної корони, відомій як перехідна область, де температура швидко підвищується на тисячі градусів. Карта сяйва показує, як розподілені іони, тоді як карта Доплера показує, як швидко іони рухалися від Сонячного орбітера або наближалися до нього на момент спостереження.
Те, як частинки рухаються в сонячній атмосфері, має вирішальне значення для розуміння сонячного вітру – постійного потоку заряджених частинок, що дме від Сонця в Сонячну систему. За короткий час космічний апарат зібрав достатньо даних, щоб зайняти вчених-сонячників на довгі роки. Однак ці дані – лише початок. Solar Orbiter продовжуватиме обертатися навколо Сонця під нахилом 17 градусів до грудня 2026 року, коли його нахил трохи збільшиться до 24 градусів. Потім у червні 2029 року він збільшиться до 33 градусів.
«Це лише перший крок на «сходах до небес» Solar Orbiter», — каже астроном Європейського космічного агентства Даніель Мюллер. «У найближчі роки космічний апарат буде далі підніматися з площини екліптики, щоб отримати ще кращі огляди полярних регіонів Сонця. Ці дані змінять наше розуміння магнітного поля Сонця, сонячного вітру та сонячної активності».
