Wystarczy drobny impuls, niewielka eksplozja na powierzchni Słońca, by w kosmos ruszyły elektrony przyspieszone niemal do prędkości światła. Europejsko-amerykańska misja Solar Orbiter po raz pierwszy uchwyciła ich ścieżki i źródła. Odkryto dwa zupełnie różne mechanizmy, które dotąd zlewały się w jedno pojęcie – tzw. Solar Energetic Electrons.
Naukowcy podejrzewali istnienie dwóch grup cząstek od dawna. Teraz mają na swoje domysły ważny dowód. Pierwsza związana jest z rozbłyskami słonecznymi – gwałtownymi, lokalnymi erupcjami z niewielkich obszarów powierzchni. Druga to efekt masywnych koronalnych wyrzutów masy, które wysyłają w przestrzeń gigantyczne fale plazmy. Elektrony z tych dwóch źródeł różnią się charakterem: jedne startują jak z procy, gwałtownie, wąską wiązką. Drugie pojawiają się stopniowo, rozlewają szerzej i mogą oddziaływać dłużej. Zwyczajnie, mamy do czynienia z dwiema zupełnie różnymi formami aktywności, które trzeba analizować osobno.
Do tej pory problemem było ustalenie dokładnego momentu i miejsca startu cząstek. Solar Orbiter, zbliżając się wyjątkowo blisko do gwiazdy, mógł obserwować elektrony w ich "stanie pierwotnym" – zanim turbulencje i wiatr słoneczny zdążyły je rozproszyć. Dzięki temu udało się powiązać impulsywne zdarzenia z rozbłyskami, a te wolniejsze i masywniejsze – z CME. Dopiero setki obserwacji z różnych dystansów pozwoliły przełamać tę zagadkę. Co ważne, takie dane pokazują, że nasze wcześniejsze modele były zbyt uproszczone – traktowały wszystkie elektronowe erupcje jak jeden proces. Teraz wiadomo, że trzeba rozdzielać je na dwa nurty o odmiennych właściwościach.
Nie zawsze jednak elektron opuszcza Słońce w momencie wybuchu. Czasem potrzeba godzin, zanim czujniki odnotują sygnał. Jest to efekt podróży przez niespokojne pole magnetyczne. Cząstki są odbijane, rozpraszane, zmuszane do "obierania objazdów". Im dalej od słońca, tym silniejsze te zakłócenia. Zjawisko to można porównać do ruchu samochodów w korku – start nastąpił dawno, ale opóźnienie w starcie kolejnych kierowców rozchodzi się i dociera do kolejnych uczestników "korka" z wyraźnym przesunięciem w czasie. Prognozowanie zachowania elektronów jest za sprawą tego zjawiska jeszcze trudniejsze.
Elektrony nie płyną przez pustkę w prostych liniach. Ich trajektorie są zawijane przez wiatr słoneczny – strumień naładowanych cząstek, który rozciąga magnetyczne linie gwiazdy aż po krańce Układu Słonecznego. Każda zmiana w strukturze tego pola działa jak przeszkoda: cząstki przyspieszają, zwalniają, czasem nawet cofają się względem obserwatora. I to właśnie sprawia, że dane z Solar Orbitera są tak cenne – pokazują procesy w ich wczesnym stadium, gdy jeszcze nie zostały całkowicie zniekształcone przez otoczenie.
Elektrony pochodzące z CME niosą znacznie większe ryzyko dla technologii – od satelitów po przyszłe misje załogowe. Mogą zakłócać komunikację, powodować awarie elektroniki, a w skrajnych przypadkach uszkodzić sieci energetyczne. Od lat już walczymy o to, by lepiej prognozować "pogodę kosmiczną". Nie chcielibyśmy powtórki z połowy XIX. w., kiedy to potężny rozbłysk na Słońcu spowodował przepalenie się sieci telegraficznych, a operatorzy doznawali porażeń prądu od iskier przeskakujących między przewodami. Dziś zniszczenia byłyby dużo tragiczniejsze.
Misja Solar Orbiter jest wspólnym przedsięwzięciem ESA i NASA. Oznacza to dostęp do szerokiego zaplecza technologicznego, wielu instrumentów i doświadczeń, które w pojedynkę byłyby trudne do uzyskania. Powstała baza danych jest teraz wykorzystywana globalnie – od modelowania aktywności słońca po opracowanie systemów ostrzegania dla satelitów i astronautów.
W 2026 roku ESA wyśle misję Smile, która skupi się na oddziaływaniu wiatru słonecznego z magnetosferą Ziemi. Pięć lat później dołączy Vigil – strażnik bocznego horyzontu słońca, mający ostrzegać przed erupcjami jeszcze zanim obrócą się w stronę naszej planety. Równolegle rozwijane są projekty amerykańskie i japońskie, które uzupełnią obraz: różne orbity, różne kąty obserwacji, różne instrumenty. Razem mają stworzyć system monitoringu, którego dotąd ludzkość nie miała.
Czytaj również: Raz na jeden wiek. Zegar tyka, a Słońce… milczy
Nawet najdrobniejszy błysk na słońcu potrafi uruchomić łańcuch zdarzeń, który dociera aż tutaj, na Ziemię. Musimy zrozumieć mechanizmy rządzące "pogodą kosmiczną" tym bardziej dlatego, że — zgodnie z przewidywaniami statystycznymi — rozbłysk taki jak we wspomnianym wcześniej XIX. w. powinien odbyć się już dawno. Jesteśmy "niejako" spóźnieni na powtórkę ze zdarzenia Carringtona i taka katastrofa może wydarzyć się choćby za chwilę. Pytanie tylko, czy jesteśmy gotowi? Raczej nie.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
