Nenavadna meritev Nasinega plovila Europa Clipper je znanstvenike pripeljala do odkritja, ki razkriva omejitve pri opazovanju Sončeve aktivnosti z Zemlje. Ko so združili podatke 17 vesoljskih plovil na različnih mestih v notranjem Osončju, so ugotovili, da je del kompleksnega Sončevega dogodka z našega zornega kota ostal skrit. Ugotovitve bi lahko bile pomembne tudi za napovedovanje vesoljskega vremena in varnost prihodnjih astronavtov.
Sončev izbruh, kot ga z različnih položajev spremljajo vesoljska plovila. (foto: Dnevne Novice / AI ilustracija)
Nenavadno meritev je decembra 2024 zaznalo Nasino plovilo Europa Clipper, ki je bilo na poti proti Jupitru. Njegov instrument PIMS je 19. decembra izmeril plazmo z lastnostmi, ki jih znanstveniki na tem delu poti niso pričakovali.
Sončev veter je bil hitrejši, plazma pa bolj vroča in redkejša od pričakovanj. Najprej je bilo treba izključiti precej bolj vsakdanjo razlago – morebitno težavo z instrumentom. Meritve so bile pravilne.
Izkazalo se je, da je Europa Clipper prečkal del kompleksnega koronalnega izmeta mase (CME) – ogromnega oblaka magnetizirane plazme, ki ga Sonce izstreli v vesolje. V širšem, poljudnem pomenu takšen dogodek pogosto opisujemo kot Sončev izbruh, čeprav Sončev izbruh in koronalni izmet mase strokovno nista isti pojav.
Da bi ugotovili, kaj je plovilo pravzaprav zaznalo, so znanstveniki primerjali meritve 17 vesoljskih plovil na različnih mestih v notranjem Osončju. Raziskava, objavljena v reviji Science Advances, je pokazala precej bolj zapleteno sliko od tiste, ki jo je bilo mogoče sestaviti samo iz opazovanj iz smeri Zemlje.
Del Sončevega dogodka je z Zemlje ostal skrit
Koronalni izmeti mase lahko v medplanetarni prostor odnesejo ogromne količine magnetizirane plazme. Če takšen oblak doseže Zemljo, lahko sproži geomagnetne nevihte, ki vplivajo na satelite, radijske zveze in v določenih primerih tudi električna omrežja.
Pri dogodku iz decembra 2024 se je pokazala drugačna težava. Del kompleksnega koronalnega izmeta je bil iz smeri Zemlje zakrit z izrazitejšo strukturo, zato opazovanja blizu našega planeta niso razkrivala vsega, kar se je dogajalo.
Manjkajoči pogled je omogočilo plovilo STEREO-A, ki je Sonce opazovalo z drugega položaja. Ko so njegove podatke primerjali z meritvami drugih plovil, se je pokazalo, da je bila struktura dogodka izrazito asimetrična.
Phys.org, ki je o raziskavi poročal 21. avgusta, izpostavlja prav pomen meritev z različnih položajev v Osončju. Dogodek je pokazal, da lahko del kompleksnega koronalnega izmeta ostane skrit opazovalcem blizu Zemlje, čeprav se njegova struktura širi tudi v druge smeri.
Tokrat so imeli podatke s 17 plovil
Znanstveniki so imeli tokrat na voljo nenavadno široko mrežo meritev. Podatki so prihajali s 17 vesoljskih plovil in observatorijev, ki so bila med dogodkom na različnih mestih v notranjem Osončju.
Vsaka meritev je pokazala le del dogajanja. Šele ko so jih postavili drugo ob drugo, so lahko spremljali, kako se je struktura širila skozi medplanetarni prostor.
To ne pomeni, da Sončeve aktivnosti z Zemlje ne znamo spremljati. Težava nastane pri zapletenih tridimenzionalnih dogodkih, ki jih skušamo rekonstruirati predvsem iz ene smeri. Za opozarjanje na pojave, ki lahko prizadenejo Zemljo, je sedanji pogled razumljivo osredotočen na naš planet, prihodnje odprave proti Luni in Marsu pa bodo zahtevale širšo sliko dogajanja v Osončju.
Europa Clipper sploh ni namenjen opazovanju Sonca
Pri zgodbi je nenavadna še ena podrobnost. Europa Clipper ni sončni observatorij.
NASA ga je poslala proti Jupitrovi luni Evropi, kjer bo raziskoval njeno ledeno površje, notranjo zgradbo in pogoje, povezane z možnostjo obstoja okolja, primernega za življenje. Med dolgo potjo pa njegovi instrumenti merijo tudi okolje, skozi katero plovilo potuje.
Instrument PIMS spremlja plazmo v okolici plovila. Prav njegove nepričakovane meritve so sprožile iskanje izvora nenavadnega signala in primerjavo s podatki drugih vesoljskih misij.
Europa Clipper je tako še pred prihodom do svojega glavnega cilja prispeval podatke k raziskavi, za katero sploh ni bil načrtovan.
Za astronavte daleč od Zemlje je takšna razlika pomembna
Zemljo pred velikim delom nabitih delcev iz vesolja ščiti njeno magnetno polje. Kot pojasnjuje NASA, lahko Sončevi izbruhi in koronalni izmeti mase vplivajo na tehnologijo ter predstavljajo tveganje za astronavte v vesolju.
Astronavti na poti proti Luni ali Marsu bodo precej bolj izpostavljeni vesoljskemu okolju. Če bi pomemben del koronalnega izmeta potoval v smeri vesoljskega plovila, njegove strukture pa ne bi pravočasno pravilno ocenili, bi bilo težje pravočasno opozoriti posadko.
Pri takšnih razmerah lahko meritve plovil zunaj linije med Soncem in Zemljo ponudijo informacije, ki jih z našega položaja ni mogoče dobiti. Dogodek iz decembra 2024 je konkreten primer, kako velika je lahko razlika med pogledom iz ene smeri in sliko, sestavljeno iz meritev po notranjem Osončju.
Naslednji preizkus bodo modeli vesoljskega vremena
Sonce neprestano spremljajo observatoriji na Zemlji in v vesolju, vendar koronalni izmet mase ni nujno enakomerna fronta. Lahko ima zapleteno tridimenzionalno strukturo, zaradi katere je njegova pot iz enega zornega kota videti drugače kot iz drugega.
Naša zvezda znanstvenikom postavlja tudi povsem drugačna vprašanja. Nedavne raziskave so se denimo ukvarjale z nenavadnim pomanjkanjem srebra na Soncu, tokratna analiza pa kaže, koliko dodatnih informacij lahko prinesejo meritve istega dogodka z različnih mest v Osončju.
Zdaj želijo preveriti, kako dobro lahko obstoječi modeli vesoljskega vremena rekonstruirajo tako kompleksen in asimetričen dogodek. Če se pri tem pokažejo pomembne pomanjkljivosti, bi ugotovitve lahko pomagale izboljšati napovedovanje Sončeve aktivnosti za vesoljska plovila in prihodnje človeške odprave zunaj Zemljinega magnetnega polja.