Unikátna dvojica sond NASA v súčasnosti dovoľuje vedcom naraz sledovať vyše tri štvrtiny povrchu našej hviezdy, zo Zeme bežne vidíme asi polovicu. Ak všetko pôjde podľa plánu, v roku 2011 bude možné monitorovať celý povrch Slnka, teda aj jeho odvrátenú stranu. Hoci Slnko rotuje, takže časom vidíme aj ju, bude to veľký pokrok.
Dve konštrukciou i prístrojovým vybavením takmer identické, 620-kilogramové sondy misie STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory čiže Observatórium pre vzťahy Slnko-Zem) vypustila NASA v roku 2006. Názov misie ale nie je iba skratka, lebo poskladaním záberov z oboch sond vzniknú unikátne podrobné stereo snímky Slnka.
Sondy napokon zaujmú na obežnej dráhe okolo Slnka také pozície, aby sa dal v jednom okamihu pozorovať celý jeho povrch, aj časť, ktorá je v danej chvíli neprístupná pozorovaniam zo Zeme, lebo sa nachádza na odvrátenej strane Slnka. Jedna sonda (Ahead, pred) „predbieha" Zem, druhá (Behind, za) sa „tiahne" za ňou.
Umelecká vízia jednej zo sond STEREO na pozadí aktívneho Slnka.
Ilustrácia: NASA
Dlhá ruka slnečných výbuchov
Slneční fyzici od toho očakávajú dôležité nové poznatky o jednotlivých prejavoch slnečnej aktivity a jej rôznych režimoch. Predovšetkým ale o vzniku tzv. koronálnych ejekcií čiže výronov zo Slnka a ich dôsledkoch pre slnečnú sústavu, vrátane magnetosféry a ovzdušia našej planéty.
Pri koronálnych výronoch sa na cestu od Slnka vydá až desať miliárd ton hmoty rýchlosťou až 1,6-milióna kilometrov za hodinu. Je to vlastne vôbec najenergetickejší prejav slnečnej činnosti s najväčším vplyvom na vzťahy Slnko-Zem (pravdaže, po samotnom slnečnom svetle).
Ide o sled troch javov, veľkej erupcie na Slnku, eruptívnej protuberancie čiže vzpínajúceho sa oblúku plazmy a magnetických siločiar a napokon výronu hmoty z koróny, čo je zriedená, ale veľmi horúca oblasť okolo Slnka, zdanlivo paradoxne horúcejšia ako jeho povrch.
Po priblížení k Zemi (trvá to niekoľko dní) táto hmota vyvoláva magnetické búrky, ktoré môžu ohroziť satelity a astronautov na orbite a na povrchu elektrické siete a elektroniku. Na druhej strane im vďačíme za nádherný pohľad, aký ponúka aj u nás viditeľná polárna žiara.
Priebeh erupcie na titulnom foto tohto článku.
Montáž foto a maľby znázorňuje sled procesov, ktorým vzniká polárna žiara. V pozadí je aktívne Slnko, ktoré z koronálnej diery (oblasť koróny s výnimočne nízkou hustototu a teplotou) vychŕli oblak častíc - tie po vstupe do magnetického poľa a ovzdušia Zeme vyvolávajú zhruba vo výške 100-kilometrov polárnu žiaru.
Ilustrácia: NASA
Od polovice...
Klasický pohľad na Slnko zo zemského povrchu či z orbity okolo Zeme ponúka výhľad na približne polovicu povrchu našej hviezdy. Slnko navyše rotuje, raz za približne mesiac, avšak nie rovnako rýchlo ako celok - najrýchlejšie pri rovníku, najpomalšie pri póloch. Stredná dĺžka jednej jeho otočky je pri pohľade zo Zeme 27,3-dňa. Takže v horizonte mesiaca máme možnosť postihnúť dianie pozdĺž prevažnej časti obvodu Slnka.
Priamemu pozorovaniu neprístupné dlho zostávali polárne oblasti, „vrch" a „spodok" našej hviezdy, kam zo Zeme alebo od Zeme nevidno. Tento problém vyriešila spoločná sonda NASA a ESA (European Space Agency, Európska kozmická agentúra) Ulysses, vypustená v roku 1990 z raketoplánu Discovery. V rokoch 1994-1995 preskúmala „zhora" severné polárne oblasti Slnka, v rokoch 2000-2001 zasa „zdola" južné polárne oblasti Slnka.
No aj keď vedci počas približne jednho mesiaca zmonitorujú celý obvod Slnka, pre poznanie mnohých slnečných procesov, osobitne koronálnych výronov, bolo potrebné lepšie časové rozlíšenie aj javov z nášho pohľadu aktuálne skrytých za okrajom Slnka. Riešením je STEREO.
...k celku
Samozrejme, ideálne je pozorovať naraz celý slnečný povrch. „V nedeľu 6. februára 2011 sa bude hrať 45. ročník Super Bowl (vrchol profesionálnej súťaže v americkom futbale) v texaskom Arlingtone," povedal Chris St. Cyr z Goddardovho strediska pre kozmické lety NASA. Ale o to vlastne nejde. „Toho dňa obe sondy STEREO zaujmú na dráhe okolo Slnka pozície 180-oblúkových stupňov od seba a prvý raz v histórii zobrazia celé Slnko," dodal.
Slneční fyzici konečne získajú možnosť sledovať na celom povrchu Slnka, ako sa vytvárajú, vybuchujú v erupciách a preskupujú slnečné škvrny, čo všetko prebehne už aj za niekoľko málo dní, ako sa v slnečnej koróne otvárajú a zatvárajú koronálne diery a rozťahujú a vybuchujú magnetické vlákna, ktoré chŕlia do slnečnej sústavy oblaky horúceho plynu. Predpovedať „kozmické počasie" sa bude dať nepretržite.
„Aktuálne monitorujeme naraz vyše 270 oblúkových stupňov po obvode Slnka čiže tri štvrtiny povrchu hviezdy," povedala vedúca vedkyňa misie STEREO Lika Guhathakurtaová z riaditeľtva NASA. „Taký výhľad sme nikdy predtým nemali, po všetkých tých rokoch sa napokon dostávame ku odvrátenej strane Slnka," dodala so smiechom.
So smiechom preto, lebo v angličtine je odvrátená strana, v paralele s Mesiacom dark čiže tmavá (pamätníkom, akým je už aj autor týchto riadkov, sa teraz asi vybaví album skupiny Pink Floyd), čo je v prípade všade horúceho Slnka nezmysel. V komunite slnečných fyzikov je však údajne obľúbeným žartom hovoriť o „tmavej" strane Slnka.
Aktuálna poloha sond STEREO - Červená A (Ahead) je vpravo od modrej Zeme, zelená B (Behind) vľavo. Hore je oranžové Slnko, vľavo od neho hore Merkúr a nižšie Venuša, obe planéty znázornené sivou farbou. Naznačené sú aj obežné dráhy všetkých spomenutých planét. V roku 2011 budú Ahead a Behind na protiľahlých stranách Slnka.
Ilustrácia: NASA
Tri dni pred pozemšťanmi
Sondy STEREO vyniesla na obežnú dráhu okolo Zeme 25. októbra 2006 raketa Delta II. Tam sa oddelili a vydali k Mesiacu. Náš prirodzený satelit zohral úlohu akéhosi gravitačného praku, ktorý sondy vymŕštil do opačných smerov, Ahead (STEREO-A) pred Zem a Behind (STEREO-B) za ňu. Už to bol vrcholný úspech kozmickej navigácie.
Sondy sa odvtedy rozbiehajú. Keďže Slnko rotuje rovnakým smerom, v akom ho obieha Zem, nové javy na či pri Slnku, ako slnečné škvrny a koronálne diery, zistí Behind skôr ako pozorovatelia na Zemi. Aktuálne asi tri dni pred nimi. Taký náskok má veľký význam, lebo umožňuje s dostatočným predstihom varovať spomenuté rizikové sféry.
Koncom roku 2008 Behind zaznamenala viacero takých javov najskôr zo všetkých sond a satelitov. Predpovede založené na záberoch a meraniach z Behind potvrdili polárne žiare, ktoré spôsobil prienik elektricky nabitých častíc tzv. slnečného vetra, hmoty vychŕlenej z koronálnych dier, do zemského magnetického poľa a ovzdušia.
Polárna žiara nad Grónskom 9. novembra 2008, ako ju nad mesačným svetlom ožiarenými ľadovcami najväčšieho ostrova sveta zachytil fotograf Brian Whittaker. Aj výskyt tohto javu úspešne predpovedali údaje zo sondy Behind.
Foto: Brian Whittaker/Spaceweather.com
NASA hľadá pomocníkov
Spojenie so sondami realizuje sieť rádioteleskopov NASA Deep Space Network (DSN), rozmiestnená v Kalifornii, Španielsku a v Austrálii. Lenže tá je vyťažená ďalšími úlohami, "premávka" pozemských sond v slnečnej sústave je pomerne frekventovaná, takže na STEREO zostávajú iba tri hodiny denne. To síce stačí na stiahnutie dát za celý predchádzajúci deň, no vedci z NASA by radi mali kontakt so sondami nepretržite.
Obrátili sa preto na pokročilých rádioamatérov. Tok dát zo sondy je pomerne malý, 500 bitov za sekundu, jeden záber sa stiahne za 3- až 5-minút. Konkrétne v mikrovlnnom pásme X, čo sú frekvencie 7- až 12,5-gigahertzov. Úlohu zvládne každý rádioamater s 10-metrovou anténou pre toto pásmo a vhodným prijímačom. „Dávame preto dokopy akúsi mini DSN," povedal Bill Thompson z Goddardovho strediska. NASA už má takých spolupracovníkov nielen z USA, ale aj z Veľkej Británie, Francúzska a Japonska a uvíta ďalších.
Hlavný zdroj: Science@NASA z 23. januára 2009; Webstránky NASA venované projektu STEREO, stav z 24. januára 2009.
