Spod ciemnej gwiazdy

Słońce podczas minimum było najciemniejszą gwiazdą widzianą w promieniach X.

Podczas ostatniego minimum Słońce w świetle rentgenowskim było najciemniejszą gwiazdą w promieniu 23 lat świetlnych wokół Ziemi, sugerują dane zebrane przez naukowców z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Pomiary przeprowadzono za pomocą zbudowanego w Polsce superczułego przyrządu SphinX, umieszczonego  na orbitalnym obserwatorium słonecznym Koronas-Foton.

SphinX to spektrofotometr rejestrujący promieniowanie X emitowane przez Słońce. Został skonstruowany we wrocławskim Zakładzie Fizyki Słońca, a wystrzelono go z kosmodromu Plesieck 30 stycznia 2009 roku na pokładzie rosyjskiego obserwatorium słonecznego Koronas-Foton. - Nasz przyrząd ma niezwykle wysoką czułość – podkreśla prof. Janusz Sylwester z CBK PAN. W miesiącach najmniejszej aktywności Słońca spektrofotometr potrafił rejestrować emisję miękkiego promieniowania rentgenowskiego 20-krotnie słabszą od progu czułości najlepszych detektorów zainstalowanych na innym orbitalnym obserwatorium słonecznym, amerykańskim satelicie GOES. Od lutego do końca listopada ubiegłego roku SphinX przesłał na Ziemię ok. 100 gigabitów danych. Był wówczas jedynym przyrządem na świecie zdolnym obserwować zmiany strumienia miękkiego promieniowania rentgenowskiego płynącego ze Słońca.

Polscy naukowcy mogli badać jasność rentgenowską Słońca w okresie zeszłorocznego, wyjątkowo głębokiego minimum aktywności. Zgromadzone dane sugerują, że w czasie ostatniego minimum Słońce w zakresie rentgenowskim było najciemniejszą gwiazdą w promieniu 23 lat świetlnych. Alpha Centauri A, gwiazda podobna Słońcu i jedna z jego najbliższych sąsiadek, była w tym czasie stukrotnie jaśniejsza w promieniach X.

Miękkie promieniowanie rentgenowskie powstaje w gorącej plazmie górnych części atmosfery Słońca, nazywanej koroną słoneczną. Wyniki dostarczone przez spektrofotometr SphinX po raz pierwszy pozwoliły naukowcom precyzyjnie oszacować temperaturę korony w minimum słonecznym. Wynosiła ona niemal dwa miliony stopni (1,8*106 kelwinów). Konfrontując pomiary z danymi zebranymi przez inne przyrządy obserwacyjne satelity Koronas-Foton, udało się także oszacować gęstość korony: w jej każdym metrze sześciennym znajdowało się 1014 cząstek. - Ten wynik jest szczególnie ciekawy, bo w poprzednich minimach korona była ponadstukrotnie gęstsza – komentuje prof. Sylwester.

Spektrofotometr rentgenowski SphinX do pomiaru aktywności Słońca, wykonany w Zakładzie Fizyki Słońca Centrum Badań Kosmicznych PAN. Źr. CBK PAN.

Przyrząd SphinX (Solar PHotometer IN X-rays) to wielokanałowy spektrofotometr pozwalający prowadzić szybkie (do 100 Hz) i precyzyjne pomiary zmian w czasie strumienia promieniowania rentgenowskiego ze Słońca oraz umożliwiający badanie widm tego promieniowania. Przy konstruowaniu przyrządu wykorzystano nowy pomysł prowadzenia pomiarów w wąskich przedziałach energii, z wykorzystaniem naturalnych progów absorpcji i fluorescencji w czystych pierwiastkach.

Pomiary prowadzone za pomocą instrumentu SphinX pozwalają lepiej poznać fizyczne mechanizmy odpowiedzialne za rozbłyski słoneczne – zjawiska w kluczowym stopniu wpływające na pogodę kosmiczną. Dzięki zebranym danym będzie można dokładniej zrozumieć mechanizm silnego rozgrzewania się korony słonecznej i precyzyjniej określić skład chemiczny różnych jej obszarów. Naukowcy mogą również lepiej badać procesy wydzielania i transportu energii w rozbłyskach słonecznych oraz zjawiska odpowiedzialne za przyspieszanie cząstek emitowanych przez Słońce.

Praca naukowa opisująca wyniki badań została opublikowana w jednym z najbardziej prestiżowych czasopism geofizycznych na świecie: „EOS, Transactions, American Geophysical Union” z 23 lutego 2010 roku.

Pg, materiały CBK