Observatorii eclipselor surprind o parte din suprafața soarelui care fuge în spațiu

Vizualizați videoclipul

Pentru prima dată, cercetătorii au urmărit fragmente relativ reci de plasmă care se îndepărtează de suprafața soarelui și se îndepărtează în spațiu, în tot acest timp învăluite într-o erupție de un milion de grade.

Shadia Habbal de la Universitatea din Hawaii din Honolulu și colegii săi au folosit un spectrometru special conceput pentru a observa erupția din Svalbard, Norvegia, în timpul eclipsei de soare din martie 2015. Rezultatele, publicate online pe 9 iunie în Scrisori din jurnalul astrofizicinclud măsurători ale vitezei, temperaturii și compoziției filamentelor de material solar care curg departe de soare – trei caracteristici niciodată măsurate simultan înainte.

Datele furnizează prima dovadă directă a materialului solar mai rece în cadrul unei erupții și cartografiază viteza și traiectoria acesteia, spune Enrico Landi de la Universitatea Michigan din Ann Arbor. „Niciun instrument nu a reușit vreodată să obțină aceste date.”

Suprafața soarelui este o masă agitată de gaz ionizat fierbinte, sau plasmă, care are aproximativ 6.000 de grade Celsius. Dar corona sa, atmosfera firave, asemănătoare cu aureola, care este vizibilă în timpul unei eclipse de soare, este supraîncălzită la milioane de grade. Oamenii de știință încă nu sunt siguri cum devine atât de fierbinte.

Povestea continuă după imagine

lună în eclipsă
OCCULTER NATURAL Această imagine cu lumină albă a eclipsei arată caracteristici de pe Lună. © 2015 Miloslav Druckmüller, Shadia Habbal, Peter Aniol, Pavel Štarha

Din când în când, o bulă uriașă și fierbinte de plasmă coronară pare să izbucnească de pe suprafața soarelui într-o erupție numită ejecție de masă coronală sau CME. Aceste ejecții trimit particule încărcate de energie care se năpustesc în spațiu cu milioane de mile pe oră. Când sunt îndreptate spre Pământ, acele particule pot deteriora sateliții și pot distruge sistemele de alimentare (SN Online: 4/9/12), așa că oamenii de știință doresc să înțeleagă CME-urile pentru a le prezice mai bine.

Problema este că este dificil să urmărești CME-uri aproape de originile lor. Navele spațiale care privesc soarele blochează cea mai mare parte a luminii soarelui cu un scut pentru a evita orbirea camerelor lor. Aceasta oferă navelor spațiale o vedere constantă asupra coroanei strălucitoare, dar ascunde suprafața soarelui.

Eclipsa totală de soare din 20 martie 2015 de peste Svalbard a oferit echipei lui Habbal o vedere rară a întregii atmosfere solare, deoarece luna și soarele apar aproape de aceeași dimensiune pe cer. „Puteți vedea lucrurile chiar de la suprafața solară până la mai multe raze solare”, spune ea.

Echipa ei a adus un spectrometru personalizat de dimensiunea unui bagaj de mână aprobat de o companie aeriană, proiectat de coautorul Adalbert Ding de la Universitatea Tehnică din Berlin. Spectrometrul este sensibil la lungimile de undă ale luminii emise de atomii de fier care și-au pierdut toți electronii, cu excepția a 11 sau 14. Cercetătorii pot folosi acești ioni de fier din materialul solar pentru a urmări temperatura: cu cât plasma solară este mai fierbinte, cu atât fierul a pierdut mai mulți electroni.

Povestea continuă după videoclip

CADERE ÎNTUNEREA Shadia Habbal și colegii au urmărit din Svalbard, Norvegia, în 2015, când o eclipsă a întunecat cerul. A fost o șansă rară de a vedea cum suprafața soarelui interacționează cu atmosfera sa. SOHO, ESA, NASA

După cum era de așteptat, temperaturile coronale au crescut la aproximativ 2 milioane de grade Celsius. Dar echipa a văzut, de asemenea, niște blobs mai reci la doar 20.000 ° C. În loc să-și piardă electronii din cauza căldurii și să devină ionizate, aceste blobs și-au menținut răcoarea.

Habbal crede că acestea sunt degete strălucitoare de plasmă numite proeminențe, care au fost observate anterior întinzându-se departe de soare înainte de un CME.

„Dacă ai un cub de gheață într-o baie fierbinte, acesta se va topi și se va evapora”, spune Habbal. „Aici aveți grupuri de material rece care sunt învelite cu material foarte fierbinte. Te-ai aștepta să se ionizeze, dar nu au făcut-o.”

Măsurând deplasarea Doppler a materialului solar sau modificarea lungimii de undă pe măsură ce materialul se mișcă, instrumentul ar putea, de asemenea, să-și cronoască viteza și direcția. Dacă lungimea de undă a luminii părea mai lungă (sau mai roșie) în unele locuri, înseamnă că materialul se îndepărta de observatori. Lungime de undă mai scurtă sau lumină mai albastră a indicat că materialul se mișcă spre ei.

În timpul eclipsei, materialul din jurul discului solar s-a îndepărtat cu 100 până la 1.500 de kilometri pe secundă. Viteze atât de mari au indicat că un CME a erupt, iar direcția sugerează că se afla în partea îndepărtată a soarelui. Prinderea unui CME în timpul scurtei eclipse a fost o coincidență norocoasă.

„O mulțime de lucruri legate de acest experiment au fost pur și simplu noroc”, spune Habbal.

Incluziuni reci au mai fost observate în interiorul coroanei fierbinți, dar aceasta este prima dată când au fost văzute fugind de suprafața soarelui în timpul unei CME, spune Habbal.

Se crede că proeminențele sunt asociate cu CME și ar putea chiar declanșa erupțiile lor, dar nimeni nu știe sigur cum. Acum, că este posibil să le urmărească de la suprafața solară în spațiu, cercetătorii speră să observe mai multe în timpul eclipsei totale care traversează Statele Unite în august (SN: 20/08/16, p. 14).

„Dacă are succes, va fi setul de date al unei vieți”, spune Landi.


Nota editorului: această poveste a fost actualizată la 3 iulie 2017, pentru a include o referință la coautorul lui Habbal, și la 19 iunie 2017, pentru a corecta o greșeală de scriere. Temperaturile coronale au fost măsurate la aproximativ 2 milioane de grade Celsius, nu miliarde.