Νέες φωτογραφίες του Ήλιου, εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης, έδωσε στην δημοσιότητα ο Eυρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (European Space Agency-ESA) την Τετάρτη.

Οι τέσσερις νέες φωτογραφίες καταγράφηκαν από το Solar Orbiter και αποτελούν επιστημονικό κολάζ από παρατηρήσεις υψηλής ανάλυσης των οργάνων PHI και EUI του διαστημικού σκάφους που έγιναν στις 22 Μαρτίου 2023, αλλά το πλήρες και επικαιροποιημένο φωτογραφικό αποτέλεσμα δόθηκε στην δημοσιότητα στις 20 Νοεμβρίου, δηλαδή εχθές Τετάρτη.

Οι εικόνες PHI είναι οι υψηλότερης ανάλυσης πλήρεις απόψεις της ορατής επιφάνειας του Ήλιου μέχρι σήμερα, συμπεριλαμβανομένων χαρτών του μαγνητικού πεδίου του Ήλιου και της κίνησής του στην επιφάνεια. Αυτές μπορούν να συγκριθούν με τη νέα εικόνα EUI, η οποία αποκαλύπτει τη λαμπερή εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου, ή την γνωστή «κορώνα.»

Κανένα αντικείμενο στο ηλιακό σύστημα δεν είναι τόσο δυναμικό και πολύπλευρο όσο ο Ήλιος. Η αποστολή Solar Orbiter υπό την ηγεσία της ESA παρακολουθεί τον Ήλιο με έξι όργανα απεικόνισης. Μαζί, αυτά επιτρέπουν στο διαστημικό σκάφος να ξεφλουδίσει τα πολλά στρώματα του Ήλιου και να αποκαλύψει τα πολλά πρόσωπά του.

Έτσι, η αποστολή αποκαλύπτει την υψηλότερης ανάλυσης πλήρη άποψη της ορατής επιφάνειας του Ήλιου (φωτόσφαιρα) μέχρι σήμερα. Είναι συναρμολογημένες από εικόνες που έχουν ληφθεί από τον πολωσιμετρικό και ηλιοσεισμικό απεικονιστή (PHI) του διαστημικού σκάφους. Αυτό το όργανο δεν λαμβάνει μόνο εικόνες στο ορατό φως, αλλά μετρά επίσης την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου και χαρτογραφεί πόσο γρήγορα και προς ποια κατεύθυνση κινούνται διάφορα τμήματα της επιφάνειας.

Οι μετρήσεις του PHI για τη φωτόσφαιρα μπορούν να συγκριθούν άμεσα με μια νέα εικόνα της εξωτερικής ατμόσφαιρας του Ήλιου (το στέμμα) που συναρμολογήθηκε από εικόνες υψηλής ανάλυσης που ελήφθησαν από το όργανο Extreme Ultraviolet Imager (EUI) την ίδια ημέρα τον Μάρτιο του 2023. Το EUI απεικονίζει τον Ήλιο στο υπεριώδες φως.

«Το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου είναι το κλειδί για την κατανόηση της δυναμικής φύσης του άστρου της πατρίδας μας από τη μικρότερη έως τη μεγαλύτερη κλίμακα. Αυτοί οι νέοι χάρτες υψηλής ανάλυσης από το όργανο PHI του Solar Orbiter δείχνουν με μεγάλη λεπτομέρεια την ομορφιά του επιφανειακού μαγνητικού πεδίου και των ροών του Ήλιου. Ταυτόχρονα, είναι ζωτικής σημασίας για την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με το μαγνητικό πεδίο στο καυτό στέμμα του Ήλιου, το οποίο απεικονίζει το όργανο EUI», σημειώνει ο Daniel Müller, επιστήμονας του προγράμματος Solar Orbiter.

Αυτή η δημοσίευση έρχεται σε συνέχεια μιας πριν από δύο χρόνια, όταν η αποστολή δημοσίευσε πλήρεις εικόνες του Ήλιου που ελήφθησαν από τα όργανα EUI και Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE) του διαστημικού σκάφους στις 7 Μαρτίου 2022.

Οι φωτογραφίες του Ήλιου

Η μεγέθυνση στη λεπτομερή εικόνα του ορατού φωτός του PHI αποκαλύπτει την «επιφάνεια» του Ήλιου ως αυτό που είναι: λαμπερό, καυτό πλάσμα (φορτισμένο αέριο) που κινείται συνεχώς.

Σχεδόν όλη η ακτινοβολία του Ήλιου εκπέμπεται από αυτό το στρώμα, το οποίο έχει θερμοκρασία μεταξύ 4500 και 6000 °C. Κάτω από αυτό, το καυτό, πυκνό πλάσμα αναδεύεται στη «ζώνη συναγωγής» του Ήλιου, όπως το μάγμα στο μανδύα της Γης. Ως αποτέλεσμα αυτής της κίνησης, η επιφάνεια του Ήλιου αποκτά μια κοκκώδη εμφάνιση.

Ωστόσο, τα πιο εντυπωσιακά χαρακτηριστικά στις εικόνες είναι οι ηλιακές κηλίδες. Στην εικόνα του ορατού φωτός, αυτές μοιάζουν με σκοτεινές κηλίδες ή τρύπες στην κατά τα άλλα λεία επιφάνεια. Οι ηλιακές κηλίδες είναι ψυχρότερες από το περιβάλλον τους και επομένως εκπέμπουν λιγότερο φως.

Ο μαγνητικός χάρτης ή «μαγνητόγραμμα» του PHI δείχνει ότι το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου συγκεντρώνεται στις περιοχές των ηλιακών κηλίδων. Δείχνει είτε προς τα έξω (κόκκινο) είτε προς τα μέσα (μπλε) όπου βρίσκονται οι ηλιακές κηλίδες. Το ισχυρό μαγνητικό πεδίο εξηγεί γιατί το πλάσμα στο εσωτερικό των ηλιακών κηλίδων είναι ψυχρότερο. Κανονικά, η συναγωγή μεταφέρει θερμότητα από το εσωτερικό του Ήλιου προς την επιφάνειά του, αλλά αυτό διακόπτεται από τα φορτισμένα σωματίδια που αναγκάζονται να ακολουθήσουν τις γραμμές του πυκνού μαγνητικού πεδίου μέσα και γύρω από τις ηλιακές κηλίδες.

Η ταχύτητα και η κατεύθυνση της κίνησης του υλικού στην επιφάνεια του Ήλιου φαίνονται στο χάρτη ταχύτητας του PHI, γνωστό και ως «ταχογράφημα». Το μπλε χρώμα δείχνει την κίνηση προς το διαστημόπλοιο, ενώ το κόκκινο χρώμα δείχνει την κίνηση μακριά από το διαστημόπλοιο. Αυτός ο χάρτης δείχνει ότι ενώ το πλάσμα στην επιφάνεια του Ήλιου γενικά περιστρέφεται με τη συνολική περιστροφή του Ήλιου γύρω από τον άξονά του, ωθείται προς τα έξω γύρω από τις ηλιακές κηλίδες.

Τέλος, η εικόνα του EUI για το στέμμα του Ήλιου δείχνει τι συμβαίνει πάνω από τη φωτόσφαιρα. Πάνω από τις περιοχές των ενεργών ηλιακών κηλίδων, φαίνεται λαμπερό πλάσμα να προεξέχει. Το πλάσμα εκατομμυρίων βαθμών ακολουθεί τις γραμμές μαγνητικού πεδίου που προεξέχουν από τον Ήλιο, συνδέοντας συχνά γειτονικές ηλιακές κηλίδες.

Οι εικόνες λήφθηκαν όταν το Solar Orbiter βρισκόταν σε απόσταση μικρότερη από 74 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο. Το γεγονός ότι βρισκόταν τόσο κοντά στον Ήλιο σήμαινε ότι κάθε εικόνα υψηλής ανάλυσης που ελήφθη από το PHI και το EUI καλύπτει μόνο ένα μικρό τμήμα του Ήλιου. Μετά τη λήψη κάθε μεμονωμένης εικόνας, το διαστημικό σκάφος έπρεπε να πάρει κλίση και να περιστραφεί μέχρι να απεικονιστεί κάθε τμήμα της όψης του Ήλιου.

Για να ληφθούν οι εικόνες πλήρους δίσκου που παρουσιάζονται εδώ, όλες οι εικόνες ενώθηκαν μεταξύ τους σαν μωσαϊκό. Το μωσαϊκό PHI και το μωσαϊκό EUI αποτελούνται από 25 εικόνες το καθένα, οι οποίες λήφθηκαν σε διάστημα μεγαλύτερο των τεσσάρων ωρών. Ο δίσκος του Ήλιου έχει διάμετρο σχεδόν 8000 εικονοστοιχείων στις πλήρεις ψηφιδωτές εικόνες, αποκαλύπτοντας απίστευτη λεπτομέρεια.

Η επεξεργασία των εικόνων που απαιτήθηκε για τη λήψη των ψηφιδωτών PHI αποτελεί νέα και δύσκολη μέθοδο. Τώρα που έχει γίνει μια φορά, η επεξεργασία των δεδομένων και η συναρμολόγηση των ψηφιδωτών θα γίνεται ταχύτερα στο μέλλον. Η ομάδα του PHI αναμένει να είναι σε θέση να παρέχει τέτοιου είδους ψηφιδωτά υψηλής ανάλυσης δύο φορές το χρόνο, όπως τονίζει ο ESA.