Astronomowie z uniwersytetu w Stanford opracowali technikę detekcji plam słonecznych przed ich pojawieniem się. Kluczową rolę tutaj gra pomiar fal akustycznych poruszających się wewnątrz Słońca. Jest możliwe, że czeka nas przełom w próbie prognozy stopnia zbliżającej się aktywności słonecznej.
Plamy słoneczne to ciemniejsze (czyli chłodniejsze) obszary na widocznej powierzchni Słońca, czyli fotosferze. Ich powstanie, wzrost i aktywność jest ściśle związana z lokalnym polem magnetycznym silniejszym od otoczenia. Te obszary są ściśle połączone z poziomem aktywności słonecznej i mają bezpośredni związek z rozbłyskami i koronalnymi wyrzutami materii, które z kolei mają wpływ na przestrzeń międzyplanetarną oraz planety.
W otoczeniu Ziemi wpływ aktywności słonecznej może być zauważalny na wiele sposobów – od zórz polarnych, poprzez różne efekty na spektrum fal radiowych, aż po realne zagrożenie dla sztucznych satelitów oraz astronautów przebywających w kosmosie. Trwa również dyskusja na temat wpływu aktywności słonecznej na ziemski klimat, jednak jak na razie brak jednoznacznych i przekonywujących dowodów. Niemniej możliwość przewidywania aktywności słonecznej ma duże znaczenie nie tylko dla samej nauki, ale też stosowanych powszechnie technologii.
Dzięki sondom SOHO, SDO oraz STEREO Ahead i STEREO Behind możliwe stało się monitorowanie wpływu wydarzeń na Słońcu na przestrzeń międzyplanetarną, co znacząco poprawiło jakość prognozy aktywności słonecznej. Wciąż jednak mało wiadomo na temat samego powstawania i rozrostu plam słonecznych. Możliwe, że zmeini to właśnie technika detekcji plam słonecznych zanim się one pojawią na powierzchni fotosfery – 19 sierpnia na łamach czasopisma Science ukazała się praca na ten temat. Autorami pracy są heliofizycy z uniwersytetu w Stanford pod przewodnictwem doktoranta Stathisa Ilonidisa. W tej technice najważniejszą rolę gra pomiar prędkości rozchodzenia się słonecznych fal akustycznych, które można wykryć (oczywiście wizualnie, a nie dźwiękowo) za pomocą sond SOHO i SDO.
Technika pomiaru, którą zespół zastosował, nazywa się “heliosejsmologia czasu i odległości” i opiera się na używanych już na Ziemi technikach sejsmologicznych. Ta technika polega na uzyskaniu informacji na temat wnętrza Słońca na podstawie pomiaru czasu, w którym fale akustyczne poruszają się przez różne ośrodki wewnątrz naszej Dziennej Gwiazdy. Jest więc potencjalnie możliwe wykrycie plam słonecznych zanim się pojawią na powierzchni fotosfery – oczywiście, o ile mają inne charakterystyki akustyczne od otaczającego otoczenia. Zespół heliofizyków z uniwersytetu w Stanford to właśnie wykazał – okazuje się, że fale akustyczne poruszają się nieco szybciej wewnątrz zalążków plam słonecznych. Co ciekawe, detekcja plam słonecznych we wnętrzu Słońca wydaje się być najbardziej czuła na głębokości około 60 tysięcy kilometrów.
{youtube}XVAMDK53GGk{/youtube}
Powstawanie grupy plam słonecznych na powierzchni fotosfery i 60 tysięcy kilometrów pod fotosferą. Widoczna jest wcześniejsza detekcja plamy we wnętrzu Słońca (od 15 sekundy nagrania). / Credits – Thomas Hartlep, Helioseismic and Magnetic Imager, TheAstronomer2
Jak na razie zespołowi Stathisa Ilonidisa udało się wykryć w ten sposób pięć grup plam słonecznych – cztery przez sondę SOHO i jedną przez sondę SDO. Z tych pięciu grup dwie wyemitowały rozbłyski klasy C. Technika wymaga jednak dużej ilości mocy obliczeniowych, co w chwili obecnej jest ograniczeniem detekcji. Jeśli jednak okaże się, że istnieje korelacja pomiędzy różnymi prędkościami fal dźwiękowych głęboko wewnątrz Słońca a rzeczywistym powstawaniem plam słonecznych, to kto wie? – może znajdzie się odpowiedni super-komputer?
(Science)
