Včera jsme vzdali hold Hubbleovu teleskopu, který již 20 let posílá z oběžné dráhy okolo Země nádherné záběry dalekého vesmíru. Ve stínu jeho slávy se ztrácí další zasloužilý a také již přesluhující vesmírný dalekohled NASA – více než 14letá sonda SOHO (Solar and Heliospheric Observatory). Nekrouží okolo naší planety, ale obíhá Slunce, přičemž se pohybuje i po velmi protáhlé elipse v blízkosti libračního bodu L1. Zde se vyrovnává opačně orientované gravitační působení Země a Slunce. Podobně jako Hubble, i SOHO představuje nečekaně úspěšný, žel již prodloužený projekt.
V roce 2006 NASA vypravila na nenávratnou cestu daleko od Země dvojici v podstatě identických malých solárních sond STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory). Po několika manévrech, při kterých Měsíc sloužil jako gravitační prak, se obě usadily na mírně odlišných heliocentrických dráhách a protože mají i různé oběžné rychlosti, postupně se od sebe vzdalují. To umožňuje zkoumat jevy na Slunci identickými přístroji z různých úhlů. Na Oslu jsou o těchto dvojčatech dva články: Gigantické sluneční tsunami a Slunce ve třech rozměrech.
I díky vysoce aktuálnímu a štědře financovanému studiu klimatických změn je výzkum Slunce v kurzu. Každý kdo může, si v něm snaží najít své místo na výsluní. SOHO dosluhuje, pracovní náplň STEREO nepokrývá dostatečně široké spektrum měření, do arzenálu solárních sond proto před dva a půl měsíci přibyla další – Observatoř pro výzkum sluneční dynamiky (Solar Dynamics Observatory, nebo v zkratce SDO). Na nízkou excentrickou oběžnou dráhu okolo Země ji vynesla 11. února nosná raketa Atlas V 401. V nižší gravitaci pak již vlastním pohonem se postupně přesouvala na asi 36 tisíc kilometrů vzdálenou kruhovou geosynchronní dráhu, svírající s rovinou pozemského rovníku úhel 28,5 stupně. Pro tyto přesuny a další korekce dráhy si na počátku sonda vezla 1 400 kg paliva, což je téměř polovina její celkové hmotnosti (3 100 kg).
SDO je nejnovější a tedy i nejmodernější ze všech slunečních sond. Hned první snímky zveřejněné 21. dubna dokazují, že očekávání pravděpodobně nezklame. Úkolů nemá zrovna málo - snímá Slunce na mnohých vlnových délkách s dosud největší přesností, která pro většinu detektorů představuje 0,1 nm. Frekvence, s jakou sonda SDO dělá záběry Slunce je dosud rekordních 0,75 sekundy. SOHO to zvládá každých 12 minut a STEREO každých 90 sekund. Samozřejmě nejde o simultánní snímkování ve všech spektrálních oknech, které má SDO k dispozici. Když se tato čísla zkombinují s obrovskou rozlišovací schopností, výsledkem je gigantické množství dat – denní průměr je okolo 1,5 terabytov, které se vysílají směrem k Zemi rychlostí 150 miliónů bitů za sekundu. Jako byste z futuristického studia vysílali najednou 380 celovečerních filmů ve vysokém rozlišení.
Přístroje sondy Solar Dynamics Observatory byly zkonstruovány pro tři experimenty. I když se navzájem doplňují, jsou natolik komplexní, že každý koordinuje jiný tým vědců:
Projekt HMI (Helioseismic and Magnetic Imager) představuje snímač seizmických jevů (oscilací) a magnetického pole na povrchu Slunce - ve fotosféře. Speciální teleskop zobrazuje celý solární kotouč na vlnové délce 617,3 nm, která odpovídá emisní spektrální čáře neutrálního železa a pomáhá zviditelnit rozložení lokálních magnetických polí (černé a bílé skvrny na šedých magnetogramech Slunce). Různá vlnění (oscilace) slunečního plazmatu jsou analogií seizmické aktivity na Zemi. Sledují se pomocí přesné časoprostorové analýzy nepatrných Dopplerových efektů ve snímaném záření. A podobně jako pozemské seizmické vlny i různé módy pulzací Slunce umožňují studovat hlubší, neviditelné struktury. Rychlost zvukových vln totiž závisí od fyzikálních charakteristik, zejména teploty plazmatu.
Kredit: NASA/GSFC/AIA
Projekt EVE (Extreme Ultraviolet Variability Experiment) využívá různé mřížkové spektrometry pro simultánní měření extrémního ultrafialového záření v několika vlnových délkách v rámci spektrálního rozsahu 0.1-105 nm. Frekvence záznamů je podle typu přístroje 20, nebo 10 sekund. Cílem experimentu je studium změn ultrafialového vyzařování Slunce a hledání jejich souvislostí se změnami magnetické aktivity. Právě tato EUV radiace nejvíce přispívá k ohřevu zemské termosféry a ionosféry.
Projekt AIA (Atmospheric Imaging Assembly) představuje soustavu čtyř 20centimetrových dalekohledů, které jsou schopné rozlišit 725 kilometrové detaily na solárním povrchu. S frekvencí 10 sekund snímají Slunce v deseti různých vlnových délkách záření, odpovídajících různým teplotám plazmatu. Tak se zviditelňují jinak těžko pozorovatelné jevy ve fotosféře, chromosféře i koróně. Devět z deseti detektorů snímá v oblasti ultrafialového a extrémního UV záření (šest z nich odpovídá emisním spektrálním čarám vysoce ionizovaného železa) a jedno pásmo patří viditelnému světlu, čili „klasické“ fotce.
Právě snímky z experimentu AIA umožnily sestavit následující videa, která nejlépe prezentují jedinečné možnosti sondy SDO:
30. března 2010 zachytila sonda SDO protuberanci u okraje Slunečního disku. Video sestavené ze snímků experimentu AIA ji zachytává na vlnové délce okolo 30,4 nm, což odpovídá emisnímu spektru jeden krát ionizovaného helia (He II) a teplotě asi 50 000 °C. Kredit: SDOmission2009
Následující video začíná magnetogramem HMI a pak pokračuje zobrazením
Slunce v 7 různých spektrálních pásmech detektorů AIA:
19. dubna zaznamenala SDO detaily sluneční protuberance. Proudy
vodivého plazmatu se pohybují podél zdeformovaných magnetických siločar,
které nad fotosférou vytvořily kličku. Černá vlákna připomínající
objekty je prach na CCD kameře. Kredit: SDO/AIA.
Stejná protuberance ve falešných barvách, jež zviditelňují teplotu jednotlivých
plazmových struktur. Červená a oranžová představují chladnější plazma (60 000 K - 80 000 K);
modrá a zelená znázorňují teplejší masy ionizovaného plynu (1 000 000 – 2 200 000 K).
Černá vlákna připomínající objekty je prach na CCD kameře. Kredit: NASA/ SDO
Zdroje: stránka SDO, NASA Science News
Autoři: Dagmar Gregorová a Petr Kubala, správce internetové stránky exoplanety.cz