Datorită noii sale orbite, înclinate în jurul Soarelui, sonda spațială „Solar Orbiter”, operată de Agenția Spațială Europeană (ESA), este prima care fotografiază un pol al Soarelui din afara planului ecliptic. Unghiul unic de observație al sondei „Solar Orbiter” ne va schimba înțelegerea despre câmpul magnetic solar, ciclul solar și mecanismele vremii spațiale.
Toate imaginile cu Soarele pe care le-ai văzut vreodată au fost făcute din zona ecuatorului solar. Asta deoarece Pământul, celelalte planete și toate celelalte sonde spațiale active orbitează Soarele într-un disc plat, numit planul ecliptic. Înclinându-și orbita în afara acestui plan, „Solar Orbiter” ne oferă o perspectivă complet nouă asupra Soarelui.
Videoclipul de mai sus compară observațiile făcute de „Solar Orbiter” (galben) cu cele făcute de pe Pământ (gri) pe 23 martie 2025. La acel moment, „Solar Orbiter” observa Soarele dintr-un unghi de 17° sub ecuatorul solar, suficient pentru a observa direct polul sud al Soarelui. În anii următori, sonda își va înclina orbita și mai mult, astfel încât cele mai bune imagini urmează.
„Astăzi dezvăluim primele imagini cu un pol al Soarelui”, spune prof. Carole Mundell, directoarea științifică a ESA. „Soarele este cea mai apropiată stea de noi, dătătoare de viață, dar și potențial perturbatoare a sistemelor energetice terestre și spațiale, așa că este esențial să înțelegem cum funcționează și să învățăm să-i prezicem comportamentul. Aceste perspective unice oferite de misiunea „Solar Orbiter” marchează începutul unei noi ere în știința solară”.
Toți ochii pe polul sud al Soarelui
Colajul de mai sus arată polul sud al Soarelui, așa cum a fost observat în perioada 16–17 martie 2025, când „Solar Orbiter” observa Soarele dintr-un unghi de 15° sub ecuator. Aceasta a fost prima sesiune de observație la unghi mare a misiunii, cu câteva zile înainte de a atinge unghiul maxim actual de 17°.
Imaginile prezentate au fost realizate de trei dintre instrumentele științifice ale sondei „Solar Orbiter”: aparatul polarimetric și helioseismic (PHI), aparatul în ultraviolete extreme (EUI) și SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment).
„Nu știam exact la ce să ne așteptăm de la aceste prime observații; polii Soarelui sunt, la propriu, terra incognita”, spune prof. Sami Solanki, conducătorul echipei PHI de la Institutul Max Planck pentru Cercetări ale Sistemului Solar (MPS) din Germania.
Fiecare instrument observă Soarele într-un mod diferit. PHI captează imagini în lumină vizibilă (sus stânga) și cartografiază câmpul magnetic de la suprafața Soarelui (sus centru). EUI imaginează Soarele în lumină ultravioletă (sus dreapta), dezvăluind gazul încărcat electric de milioane de grade din atmosfera exterioară, coroana. Instrumentul SPICE (rândul de jos) captează lumina provenită de la gaze încărcate la diferite temperaturi, dezvăluind astfel straturi diferite ale atmosferei solare.
Comparând și analizând observațiile complementare ale acestor trei instrumente, putem învăța cum se mișcă materia în straturile exterioare ale Soarelui. Aceasta ar putea dezvălui tipare neașteptate, cum ar fi vârtejurile polare (gaze care se rotesc) similare celor observate în jurul polilor lui Venus și Saturn.
Aceste observații revoluționare sunt de asemenea esențiale pentru înțelegerea câmpului magnetic solar și a motivului pentru care acesta se inversează aproximativ la fiecare 11 ani, coincizând cu un vârf de activitate solară. Modelele actuale ale ciclului solar nu pot prezice cu precizie când și cât de intens va fi atins acest vârf.
Magnetism haotic la maximul solar
Una dintre primele descoperiri științifice ale observațiilor polare realizate de „Solar Orbiter” este faptul că la polul sud, câmpul magnetic al Soarelui este în prezent dezordonat. În timp ce un magnet obișnuit are un pol nord și unul sud bine definiți, măsurătorile instrumentului PHI arată că ambele polarități magnetice sunt prezente la polul sud al Soarelui.
Această situație apare doar pentru o perioadă scurtă în timpul fiecărui ciclu solar, la maximul solar, când câmpul magnetic al Soarelui se inversează și devine extrem de activ. După inversare, o singură polaritate ar trebui să se instaleze treptat și să domine polii solari. Peste 5–6 ani, Soarele va atinge următorul minim solar, când câmpul său magnetic este cel mai ordonat, iar activitatea solară este la cel mai scăzut nivel.
„Cum anume se produce această tranziție nu este pe deplin înțeles, așa că „Solar Orbiter” a ajuns la latitudini înalte exact la momentul potrivit pentru a urmări întregul proces dintr-o perspectivă unică și avantajoasă”, afirmă Sami Solanki.
Viziunea completă a câmpului magnetic solar oferită de PHI pune aceste măsurători în context. Cu cât culoarea este mai închisă (roșu/ albastru), cu atât câmpul magnetic este mai intens pe direcția liniei de observație dintre „Solar Orbiter” și Soare.
Cele mai puternice câmpuri magnetice sunt concentrate în două benzi de fiecare parte a ecuatorului solar. Regiunile roșu închis și albastru închis marchează zone active, unde câmpul magnetic este concentrat în pete solare de la suprafața Soarelui (fotosfera).
Între timp, atât polul sud, cât și polul nord al Soarelui sunt presărate cu pete roșii și albastre, ceea ce demonstrează că, la scară mică, câmpul magnetic solar are o structură complexă și în continuă schimbare.
SPICE măsoară pentru prima dată mișcarea
Un alt lucru făcut pentru prima oară de „Solar Orbiter” are legătură cu SPICE. Fiind un spectrograf de imagistică, SPICE măsoară lumina (liniile spectrale) emisă de elemente chimice specifice – printre care hidrogen, carbon, oxigen, neon și magneziu – la temperaturi cunoscute. În ultimii cinci ani, SPICE a fost folosit pentru a dezvălui ce se întâmplă în diferitele straturi de deasupra suprafeței solare.
Acum, pentru prima dată, echipa SPICE a reușit să folosească urmărirea precisă a liniilor spectrale pentru a măsura viteza cu care se mișcă aglomerările de material solar. Aceasta se numește măsurătoare Doppler, efectul care explică și schimbarea tonului sirenelor ambulanței atunci când trec pe lângă tine.
Harta de viteză rezultată arată cum se mișcă materialul solar într-un strat specific al Soarelui. Mai jos, poți compara direct locația și mișcarea particulelor (ioni de carbon) într-un strat subțire numit „regiunea de tranziție”, unde temperatura Soarelui crește rapid de la 10.000 °C la sute de mii de grade.
Imaginea din stânga este o hartă de intensitate, care arată locațiile aglomerărilor de ioni de carbon. Imaginea din dreapta este o hartă de viteză, unde albastrul și roșul indică viteza cu care ionii de carbon se apropie sau se îndepărtează de nava spațială „Solar Orbiter”. Zonele albastru închis și roșu închis indică fluxuri mai rapide, cauzate de mici jeturi sau plăci de material.
Măsurătorile Doppler pot arăta cum sunt expulzate particulele din Soare sub formă de vânt solar. Înțelegerea modului în care Soarele produce vântul solar este unul dintre obiectivele științifice principale ale misiunii „Solar Orbiter”.
„Măsurătorile Doppler ale vântului solar făcute de misiuni anterioare au fost limitate de unghiul sub care puteam vedea polii. Măsurătorile de la latitudini mari, posibile acum cu „Solar Orbiter”, vor fi o revoluție în fizica solară”, afirmă Frédéric Auchère, liderul echipei SPICE de la Universitatea Paris-Saclay (Franța).
Ce-i mai bun abia urmează
Acestea sunt doar primele observații realizate de „Solar Orbiter” din noua sa orbită înclinată, iar o mare parte din acest prim set de date urmează să fie analizată. Setul complet de date al primei „traversări pol la pol” a Soarelui este așteptat pe Pământ până în octombrie 2025. Toate cele zece instrumente științifice ale misiunii vor colecta date fără precedent în anii următori.
„Acesta este doar primul pas al sondei „Solar Orbiter” pe „scara spre cer”: în anii ce urmează, nava se va înălța și mai mult din planul ecliptic pentru a obține imagini tot mai bune ale regiunilor polare solare. Aceste date vor transforma înțelegerea noastră despre câmpul magnetic solar, vântul solar și activitatea solară”, afirmă Daniel Müller, om de știință principal al misiunii „Solar Orbiter” din partea ESA.
Câteva date cu privire la „Solar Orbiter”
„Solar Orbiter” este cel mai complex laborator științific trimis vreodată pentru a studia steaua noastră dătătoare de viață, realizând imagini ale Soarelui de la distanțe mai apropiate decât orice altă sondă spațială de până acum și fiind prima care observă regiunile polare.
În februarie 2025, „Solar Orbiter” a început oficial partea de „latitudine mare” a călătoriei sale în jurul Soarelui, înclinându-și orbita la un unghi de 17° față de ecuatorul solar. Prin contrast, planetele și toate celelalte sonde solare orbitează în planul ecliptic, înclinat cel mult cu 7° față de ecuatorul solar.
Singura excepție a fost misiunea ESA/NASA „Ulysses” (1990–2009), care a survolat polii solari, dar nu a avut instrumente de imagistică. Observațiile făcute de „Solar Orbiter” vor completa datele de la „Ulysses”, fiind primele care includ imagini ale polilor, alături de un set complet de senzori in-situ și la o distanță mult mai mică de Soare. De asemenea, „Solar Orbiter” va monitoriza schimbările din regiunile polare pe parcursul întregului ciclu solar.
„Solar Orbiter” va continua să orbiteze Soarele la acest unghi până pe 24 decembrie 2026, când următorul survol al planetei Venus va înclina orbita la 24°. Din 10 iunie 2029, sonda va orbita Soarele la un unghi de 33°.
„Solar Orbiter” este o misiune spațială realizată în colaborare internațională între ESA și NASA, operată de ESA. Instrumentul PHI este coordonat de Institutul Max Planck pentru cercetări ale sistemului solar (MPS), Germania. EUI este coordonat de Observatorul Regal al Belgiei (ROB). Instrumentul SPICE este un instrument european condus de Institutul de Astrofizică Spațială (IAS) din Paris, Franța.
Traduce după Solar Orbiter - views of the Sun's poles
