Niezwykłe trójwymiarowe obserwacje. Rozbłysk na Słońcu odczuły sondy w całym układzie planetarnym

Słońce weszło właśnie w swój najbardziej intensywny okres aktywności w całym jedenastoletnim cyklu. Rozbłyski słoneczne i koronalne wyrzuty masy przez najbliższe miesiące będą zatem codziennością. Mimo obserwacji prowadzonych od kilkuset lat, heliofizycy wciąż jeszcze wiele muszą się dowiedzieć o tych zdarzeniach, do których dochodzi na powierzchni naszej Gwiazdy Dziennej. Do tego jednak potrzeba sond kosmicznych rozsianych po całym układzie planetarnym, tak aby można było jednocześnie każdy rozbłysk obserwować pod wieloma różnymi kątami.
Niezwykłe trójwymiarowe obserwacje. Rozbłysk na Słońcu odczuły sondy w całym układzie planetarnym

Tak się jednak składa, że sond kosmicznych w Układzie Słonecznym jest już sporo i w przypadku szczególnie rozległych erupcji słonecznych, jesteśmy w stanie dostrzec ich skutki w danych z wielu różnych sond, także tych, które na co dzień nie zajmują się obserwowaniem Słońca.

17 kwietnia 2021 roku doszło na powierzchni Słońca do rozbłysku, po którym nastąpił koronalny wyrzut masy. W dniach następujących po erupcji naukowcy zauważyli, że wysokoenergetyczne protony i elektrony wyrzucone z powierzchni Słońca szerokim strumieniem zalały nasz układ planetarny, zahaczając po drodze o liczne sondy kosmiczne.

Międzynarodowy zespół naukowców postanowił zebrać dane z sond kosmicznych znajdujących się w pięciu różnych miejscach w Układzie Słonecznym, w których owo słoneczne wydarzenie było odczuwalne.

Czytaj także: Zdarzenie na Słońcu zarejestrowane na trzech różnych globach Układu Słonecznego. Co tam się wydarzyło?

Kiedy na co dzień myślimy o rozbłyskach słonecznych i koronalnych wyrzutach masy, uznajemy, że gdy nie są one skierowane bezpośrednio w stronę Ziemi, to zasadniczo jesteśmy bezpieczni od jego skutków. Rzeczywistość jest jednak inna, a przynajmniej była w przypadku rozbłysku z kwietnia 2021 roku.

Rozbłysk słoneczny zalał protonami i elektronami większą część Układu Słonecznego

Wysokoenergetyczne cząstki wyemitowane emitowane podczas tego rozbłysku zalały dużą część Układu Słonecznego. Jako pierwsza odczuła je europejsko-japońska sonda kosmiczna BepiColombo zmierzająca do Merkurego. Sonda ta nie tylko znajdowała się w najmniejszej odległości od Słońca, ale także znajdowała się najbliżej kierunku, w którym został wyemitowany strumień cząstek.

Źródło: Solar-MACH

W nieco większej odległości od Słońca, po bokach głównego strumienia znajdowały się sondy Parker Solar Probe oraz Solar Orbiter, których głównym zadaniem jest obserwowanie Słońca. Pierwsza z tych sond odczuła uderzenie wysokoenergetycznych cząstek znacznie bardziej niż druga. To jednak nie był jeszcze koniec. Niemal 90 stopni od kierunku, w którym wyemitowany został rozbłysk znajdowały się sondy STEREO-A, SOHO oraz Wind. Sondy te znajdowały się nieco bliżej Ziemi i obserwowały rozbłysk niejako z boku. Ostatnimi, które odczuły całe wydarzenie były sondy MAVEN oraz Mars Express krążące wokół Marsa.

Wnioski z analizy danych z tych wszystkich sond były zaskakujące. Okazało się bowiem, że strumień cząstek wyemitowany podczas zdarzenia był zaskakująco szeroki i obejmował aż 210 stopni od źródła Słońca, czyli ponad połowę drogi wokół Słońca. Co więcej, naukowcy byli w stanie ustalić, że zasadniczo każda sonda zarejestrowała nieco inny strumień cząstek. W jednych miejscach rejestrowano więcej protonów, a w innych więcej elektronów.

Takie różnice wskazują, że poszczególne cząstki mogą pochodzić z różnych źródeł, które emitowały swoje strumienie w różnych kierunkach i w innym czasie.

Szczególnie interesujący wydaje się wniosek, według którego protony i elektrony pochodzą z różnych miejsc na powierzchni Słońca, przez co zostały wyemitowane w różnych kierunkach, zwiększając zasięg całego rozbłysku.

Wstępne wnioski wskazują, że elektrony zostały wyemitowane jako pierwsze, w trakcie pierwotnego rozbłysku. Protony miałyby podążyć za nimi zmniejszą prędkością dopiero na skutek fali uderzeniowej po pierwszym rozbłysku, lub wskutek koronalnego wyrzutu masy.

Czytaj także: Co tu się wydarzyło? Po dwóch stronach Słońca jednocześnie doszło do rozbłysków

Fakt, że naukowcom udało się zarejestrować cztery następujące po sobie rozbłyski radiowe, wskazuje na to, że być może także wysokoenergetyczne cząstki zostały wyemitowane w czterech różnych zdarzeniach.

Powyższe obserwacje wskazują jednak na jedno: aby dobrze zrozumieć wpływ rozbłysków słonecznych na pogodę kosmiczną, naukowcy potrzebują licznych sond znajdujących się w różnych miejscach wokół Słońca. Tylko taka armada sond kosmicznych jest w stanie zapewnić całościowy obraz erupcji kosmicznych. Zważając jednak na fakt, że już teraz badacze pracują nad całymi konstelacjami sond kosmicznych, takimi jak GDC, SunRISE, czy HelioSwarm możemy mieć nadzieję na to, że podczas kolejnego maksimum słonecznego za jakieś 11 lat każdy rozbłysk słoneczny oraz koronalny wyrzut masy będzie obserwowany niemalże w trójwymiarze. Dane zebrane wtedy przez te wszystkie sondy pozwolą nam ustalić, skąd się biorą wszystkie wysokoenergetyczne cząstki, które wypełniają przestrzeń międzyplanetarną w Układzie Słonecznym.