Nowe, szczegółowe mapy zewnętrznej atmosfery Słońca ujawniają zaskakująco złożoną i dynamiczną granicę w kształcie rozdymki. Odkrycia te, opublikowane w The Astrophysical Journal Letters, mogą znacząco poprawić naszą zdolność przewidywania burz słonecznych i szacowania możliwości zamieszkania planet krążących wokół innych gwiazd.
Powierzchnia Alfvéna: tam, gdzie kończy się słońce, a zaczyna przestrzeń
Mówimy o granicy zwanej powierzchnią krytyczną Alfvéna. Ten niewidzialny próg wyznacza punkt, w którym plazma i cząstki wymykają się przyciąganiu grawitacyjnemu Słońca i stają się wiatrem słonecznym. Warto zauważyć, że ta powierzchnia nie jest gładka ani statyczna: zmienia się jej rozmiar i kształt, gdy Słońce przechodzi przez swój mniej więcej 11-letni cykl magnetyczny. Poprzednie szacunki opierały się na obserwacjach z odległości Ziemi, ale należąca do NASA sonda kosmiczna Parker Solar Probe przeleciała przez tę granicę kilka razy, dostarczając bezprecedensowych danych.
Jak powstały mapy
Naukowcy połączyli bezpośrednie pomiary wykonane przez sondę Parker Solar Probe (która znalazła się w odległości 6,1 miliona kilometrów od Słońca) ze zdalnymi obserwacjami z innych statków kosmicznych. Umożliwiło im to sporządzenie mapy gęstości, prędkości i temperatury powierzchni Alfvéna. Wyniki pokazują, że w miarę jak Słońce przechodzi z okresów niskiej aktywności (minimum słoneczne) do wysokiej aktywności (maksimum słoneczne), powierzchnia Alfvéna rozszerza się i staje się bardziej nieregularna. Zespół planuje kontynuować obserwacje tych zmian, gdy Słońce będzie zbliżać się do kolejnego minimum w ciągu następnych pięciu lat.
Dlaczego to ma znaczenie: burze słoneczne i nie tylko
Zrozumienie powierzchni Alfvéna jest istotne z kilku powodów:
- Prognozowanie pogody kosmicznej: Burze słoneczne spowodowane zakłóceniami pola magnetycznego Słońca mogą uszkodzić satelity, zakłócać działanie sieci energetycznych, a nawet stanowić zagrożenie dla astronautów. Dokładne mapy powierzchni Alfvéna pomogą przewidzieć te wydarzenia.
- Zdrowie ludzi i zwierząt: Zwiększona aktywność słoneczna może mieć subtelny, ale wymierny wpływ na zdrowie, a zrozumienie tych mechanizmów może pomóc zmniejszyć ryzyko.
- Prognozy zorzy polarnej: Piękne zorze polarne (i zorze południowe) są widocznym efektem aktywności słonecznej. Lepsze prognozy oznaczają bardziej wiarygodne obserwacje zorzy polarnej.
Implikacje dla egzoplanet
Badania wykraczają poza nasz Układ Słoneczny. Niektóre egzoplanety krążą bardzo blisko swoich gwiazd, które mogą być znacznie bardziej magnetyczne niż Słońce. Jeśli planeta spędzi całe życie na aktywnej powierzchni Alfvéna swojej gwiazdy, będzie stale bombardowana cząstkami o wysokiej energii, co sprawi, że zamieszkanie na niej będzie mało prawdopodobne.
„To prawdopodobnie nie będzie dobra wiadomość dla możliwości zamieszkania” – mówi heliofizyk Sam Badman.
Te nowe mapy stanowią ważny krok w kierunku zrozumienia złożonych interakcji między gwiazdami a otaczającą je przestrzenią, z implikacjami sięgającymi od ochrony technologii Ziemi po ocenę potencjału życia we wszechświecie.
