Solarni dinamo: "Solar Orbiter" posname prve slike sončnega pola

Za boljše razumevanje sončnega dinama je nujno preučevati sončne polove, vendar so bila vsa opazovanja Sonca do sedaj opravljena približno z ravnine sončnega ekvatorja. Zaradi omejenega pogleda z ekliptične ravnine ni bilo mogoče posneti sončnih polov. Nedavno je bila trajektorija vesoljskega plovila »Solar Orbiter« uspešno nagnjena 17° pod sončni ekvator, kar je sondi omogočilo, da je med preletom Sonca marca 2025, ko je bilo Sonce na maksimumu svojega trenutnega sončnega cikla in ko se je njegovo magnetno polje obračalo proti zamenjavi polov, posnela prve slike sončnega južnega pola. Analiza sedanjih rezultatov in nadaljnje študije polarnih območij Sonca v prihodnosti z nagnjenih orbit bi pripomogle k boljšemu razumevanju sončnega vetra in natančni napovedi vesoljskega vremena.

Dinamo na splošno velja za napravo, ki pretvarja mehansko energijo v elektriko, vendar pomeni tudi generator magnetnega polja. V astronomiji se nanaša na to, kako nebesna telesa, kot sta Zemlja ali Sonce, ustvarjajo svoja magnetna polja. V primeru Zemlje stalen pretok tekočega železa v njenem zunanjem jedru ustvarja magnetno polje, ki ščiti življenjske oblike in tehnično infrastrukturo pred močnimi ionizirajočimi sončnimi vetrovi. Zemljino magnetno polje se po povprečnem intervalu približno 300,000 let, ko severni in južni magnetni pol zamenjata mesti, obrne. Zadnja obrnitev magnetnega pola na Zemlji se je zgodila pred približno 780,000 leti.

Sončevo magnetno polje je veliko bolj intenzivno in dinamično, saj je velika krogla vrtinčaste plazme. Premiki vročih nabitih plinov v notranjosti, zlasti iz konvekcijskega območja v fotosfero, ustvarjajo močna magnetna polja, ki se za razliko od Zemljinega polja v nekaj letih dramatično ciklično spreminjajo, kar kaže na cikel sončnih peg in obrat magnetnega pola periodično vsakih 11 let. Te spremembe določajo sončni veter in vesoljsko vreme, ki ima zelo močan vpliv na življenjske oblike in tehnološko infrastrukturo na Zemlji, zato je potrebno boljše razumevanje sončnega dinama.

Izboljšano razumevanje sončnega dinama zahteva opazovanje sončnih polov s spektroskopijo in polarimetrijo. Vendar pa sončnih polov doslej še nikoli niso opazili zaradi omejenega pogleda, ki je na voljo vesoljskim sondam, ki so nameščene znotraj ekliptične ravnine, ravnega diska okoli Sonca, v katerem Zemlja, drugi planeti in vse vesoljske sonde krožijo okoli Sonca. Vse slike Sonca so bile posnete okoli sončnega ekvatorja. Ekliptična ravnina je nagnjena za 7° glede na ekvator Sonca; vendar to ni dovolj za jasen pogled na sončne polove. Tudi zemeljski teleskopi imajo enako omejitev. Na srečo je bila ta omejitev nedavno premagana.

Februarja 2025 je sonda »Solar Orbiter« Evropske vesoljske agencije po preletu Venere s fračo uspela nagniti svojo orbito za 17° pod sončni ekvator zunaj ekliptične ravnine. To je bilo dovolj, da je ujela neposreden pogled na južni sončni tečaj. Marca 2025 je sonda uspešno posnela več slik južnega sončnega tečaja.

Te slike južnega pola Sonca so bile posnete v času, ko je Sonce prehajalo skozi maksimum svojega trenutnega sončnega cikla in ko se je njegovo magnetno polje preobračalo proti preobratu polarnosti. Slike jasno kažejo prisotnost severne in južne polarnosti na južnem polu, kar kaže na preobrat. Posledično se južni pol zdi v stanju nemira. Po zaključku preobrata bi se morala počasi vzpostaviti enojna polarnost. Nove slike bi morale biti koristne za razumevanje mehanizma nastajanja polarnosti.

Instrument Solar Orbiter je opravil tudi meritve gibanja sončnega materiala znotraj določene plasti Sonca, kar lahko razkrije, kako ionizirani delci uhajajo iz Sonca v obliki sončnega vetra. Takšne meritve iz polarnih območij bi pripomogle k boljšemu razumevanju sončnega vetra.

Analiza rezultatov prvih opazovanj polarnega območja Sonca iz na novo nagnjene orbite sonde in podobne prihodnje študije bi izjemno izboljšale naše razumevanje Sončevega magnetnega polja, sončnega vetra in vesoljskega vremena.

***

Reference:

Harra, L., Müller, D. Sončni orbiter: kratek pregled misije in zgodnjih znanstvenih rezultatov. Astrophys Space Sci 370, 12 (2025). https://doi.org/10.1007/s10509-025-04400-3