Данные о Солнце от Обсерватории солнечной динамики
В феврале 2020 года исполнилось 10 лет службы в космосе одного из самых значимых космических аппаратов — Обсерватории солнечной динамики (SDO).
В течение последнего десятилетия аппарат постоянно следил за Солнцем, изучая изменения его активности и космической погоды — динамических условий в космосе, которые влияют на всю Солнечную систему, включая нашу Землю.
С момента запуска, который состоялся 11 февраля 2010 года, SDO получила миллионы научных изображений нашего светила, предоставив учёным новое понимание его работы.
Измерения характеристик Солнца — от внутренних областей до атмосферы, магнитного поля и выхода энергии — в значительной степени способствовали пониманию работы нашей ближайшей звезды.
Кроме того, изображения Солнца, полученные SDO, давно стали знаковыми — если вы когда-нибудь видели показанную крупным планом активность на Солнце, то, скорее всего, это были изображения от Обсерватории солнечной динамики.
Долгая служба SDO в космосе позволила ей наблюдать почти весь 11-летний цикл активности Солнца. Вот несколько основных достижений космической обсерватории за эти годы.
1) Фантастические вспышки
SDO была свидетелем бесчисленных гигантских вспышек плазмы, извергаемых с солнечной поверхности, многие снимки которых стали известными иллюстрациями неистового нрава нашей звезды.
В первые полтора года своей работы SDO наблюдала около 200 солнечных вспышек, что позволило учёным выявить закономерность. Они заметили, что около 15% вспышек имеют «позднюю фазу», которая длится от нескольких минут до нескольких часов после первоначальной вспышки.
Учёные исследовали этот особый класс вспышек, чтобы понять, сколько вырабатывается энергии при солнечных извержениях.
2) Солнечные торнадо
В феврале 2012 года SDO получила снимки странных плазменных торнадо на поверхности Солнца. Более поздние наблюдения показали, что эти торнадо, создаваемые вихрями из закрученной магнитными полями плазмы, могут вращаться со скоростью до 300000 км в час.
Для сравнения — на Земле смерчи достигают скорости всего 483 км в час.
3) Гигантские волны
Бурлящее море плазмы на поверхности Солнца может создавать гигантские волны, которые движутся вокруг Солнца со скоростью до 4,8 миллионов км в час.
Эти волны, названные EIT-волнами в честь одноимённого прибора на другом следящем за Солнцем космическом аппарате под названием Солнечная и гелиофизическая обсерватория (SOHO), который впервые их обнаружил, были получены SDO с высоким разрешением в 2010 году.
Впервые наблюдения показали, как волны движутся по поверхности светила. Учёные предполагают, что эти волны вызваны выбросами корональной массы, которые извергают сгустки плазмы с поверхности Солнца в Солнечную систему.
4) Нагретые кометы
На протяжении многих лет Обсерватория наблюдала за двумя кометами, пролетающими мимо Солнца. В декабре 2011 года комета Лавджоя прошла в 830000 км от поверхности Солнца, испытав при этом интенсивный нагрев.
В 2013 году комета ISON разрушилась после приближения к Солнцу. Благодаря таким наблюдениям SDO предоставила учёным новую информацию о взаимодействии Солнца с кометами.
5) Глобальная циркуляция
Не имея твёрдой поверхности, всё Солнце непрерывно течёт из-за вращения и интенсивного жара, пытающегося вырваться наружу.
Движение в средних широтах представляет собой крупномасштабную циркуляцию, называемую меридиональной циркуляцией. Наблюдения SDO показали, что эти циркуляции гораздо сложнее, чем первоначально думали учёные, и связаны с образованием солнечных пятен.
Эти паттерны циркуляции могут даже объяснить, почему иногда в одном полушарии может быть больше солнечных пятен, чем в другом.
6) Предсказание будущего
Извержения солнечного вещества при выбросах корональной массы и солнечный ветер, пронизывающий Солнечную систему. Их взаимодействие с магнитной средой Земли способно вызвать изменения космической погоды, что может быть опасным для космических аппаратов и астронавтов.
Используя данные SDO, учёные работают над моделированием траектории движения выбросов корональной массы в Солнечной системе, чтобы научиться предсказывать их потенциальное влияние на Землю.
Длительный базовый период наблюдений за Солнцем также помог учёным разработать дополнительные компьютерные модели для прогнозирования корональных выбросов.
7) Корональные затемнения
Тонкая раскалённая внешняя атмосфера Солнца (корона) местами иногда тускнеет. Учёные, исследующие корональные затемнения, обнаружили, что они связаны с выбросами корональной массы, являющимися основными причинами серьёзных явлений космической погоды, которые могут вывести из строя спутники и нанести вред астронавтам.
Используя статистический анализ большого числа событий, наблюдаемых с помощью SDO, учёные смогли рассчитать массу и скорость выбросов корональной массы, направленных к Земле, которые являются наиболее опасным типом выбросов.
Выявив связь между корональными затемнениями и размерами корональных выбросов, учёные надеются на будущую возможность изучения явлений космической погоды вокруг других звёзд, которые слишком далеки для непосредственного измерения их корональных выбросов.
8) Смерть и рождение солнечного цикла
За десять лет наблюдений Обсерватория охватила почти полный 11-летний солнечный цикл. С начала 24-го солнечного цикла SDO наблюдала за нарастанием активности Солнца до максимума, а затем за её уменьшением до текущего солнечного минимума.
Эти многолетние наблюдения помогают учёным определить признаки, которые сигнализируют о завершении одного солнечного цикла и наступлении следующего.
9) Корональные дыры на полюсах
Время от времени на поверхности Солнца появляются большие тёмные пятна, называемые корональными дырами, с крайне слабым ультрафиолетовым излучением.
Связанные с магнитным полем Солнца, дыры зависят от его цикла, увеличиваясь при солнечном максимуме.
Когда они формируются в верхней и нижней областях Солнца, их называют полярными корональными дырами, и учёные отслеживают их исчезновение, чтобы определить изменения в магнитном поле Солнца — это ключевой показатель того, что солнечный цикл перевалил за свой максимум.
10) Новый тип магнитных взрывов
В декабре 2019 года наблюдения Обсерватории позволили учёным обнаружить совершенно новый тип магнитного взрыва. Этот особый тип, называемый спонтанным магнитным переподключением (в отличие от ранее наблюдавшихся более общих форм магнитного переподключения), помог подтвердить теорию десятилетней давности.
Кроме того, это может помочь учёным лучше прогнозировать космическую погоду и привести к прорывам в экспериментах с плазмой и по управляемому термоядерному синтезу.
Все инструменты Обсерватории солнечной динамики находятся в хорошем состоянии и в потенциале могут прослужить ещё не менее десяти лет.
Через 10 лет к SDO присоединится новая космическая миссия — Solar Orbiter (Солнечный спутник).
Благодаря наклонной орбите Solar Orbiter сможет наблюдать полярные регионы Солнца, для которых SDO имеет ограниченный охват.
Кроме того, Solar Orbiter будет оснащён дополнительными инструментами, которые позволят двум миссиям работать вместе, создавая трёхмерные изображения структур, расположенных глубже видимой поверхности Солнца и давая учёным ещё больше информации о солнечной активности в предстоящие годы.
Источник
Солнце с космической обсерватории
Состав лаборатории — около 30 человек.
Дневник
10.06.2021
Частичное солнечное затмение можно будет наблюдать сегодня на территории России
Частичное солнечное затмение, то есть ситуацию, когда Луна проходит по краю Солнца и скрывает лишь его часть, можно будет наблюдать сегодня на значительной части территории нашей страны. Это первое из двух затмений этого года. Следующее, оно же последнее, затмение в этом году произойдёт 4 декабря. К сожалению, наблюдать как полную, так и частичную фазу затмения в декабре сможет лишь население самых южных областей Земного шара. Наилучшие условия наблюдения будут в Антарктиде.
Частичное солнечное затмение можно будет наблюдать сегодня на территории России
02.06.2021
Распространяющиеся сообщения о крупном облаке плазмы, движущемся к Земле, являются недостоверными
Целая серия сообщений о необычно крупном облаке плазмы, движущемся к Земле, была распространена вчера, 1 июня 2021 года, целым рядом средств массовой информации, включая крупные государственные СМИ. Вот лишь некоторые заголовки и фрагменты сообщений: «Землю накроет выброшенное с Солнца облако плазмы», «Ученые отметили, что данный выброс станет самым ярким и быстрым из зафиксированных в новом 25-м солнечном цикле», «Выброшенное Солнцем гигантское облако плазмы накроет Землю 1 июня» и иные. Источником информации, на который ссылаются почти все СМИ, является зарубежный сайт SpaceWeather.com. Указанные сообщения достигли такого масштаба, что стоят того, чтобы их прокомментировать.
Распространяющиеся сообщения о крупном облаке плазмы, движущемся к Земле, являются недостоверными
Новости астрономии
20.02.2021
Американский марсоход высадился на Красной планете
Американский ровер Perseverance успешно высадился на Марсе. Посадка марсохода длилась около семи минут. Все операции во время нее осуществлялись в автоматическом режиме.
18.02.2021
Найдены способные выжить на Марсе организмы
Ученые Бременского университета в Германии нашли микроорганизмы, которые могут расти и развиваться в марсианской атмосфере. По словам исследователей, на основе цианобактерий, или сине-зеленых водорослей, можно создать системы жизнеобеспечения для людей, которые будут жить на поверхности Марса.
16.02.2021
Астрономы нашли сотовую структуру внутри Крабовидной туманности
Астрономы при помощи наземного телескопа CFHT построили трехмерную модель Крабовидной туманности. Оказалось, что этот остаток сверхновой обладает внутренней структурой, похожей на соты. Крабовидная туманность, находится на расстоянии 6,5 тысячи световых лет от Солнца, в созвездии Тельца. Это остаток от взрыва сверхновой в 1054 году.
Источник
Полдень 25-й год
Что увидела на Солнце обсерватория SOHO за четверть века работы
2 декабря 1995 года в космос отправилась солнечная обсерватория SOHO (Solar and Heliospheric Observatory). Ожидалось, что аппарат проработает два года, однако SOHO, пережив ряд поломок, до сих пор исследует наше светило, а ее научную программу хотят продлить до 2022 года. N+1 рассказывает, показывает и даже дает послушать, что увидела и выяснила обсерватория, которая вот уже четверть века вглядывается в огненный лик нашей звезды.
Титул самого старого аппарата, непрерывно следящего за Солнцем, принадлежит зонду Wind, запущенному в 1994 году. Однако он не получает прямые изображения звезды, а лишь определяет параметры солнечного ветра, превращая их в спектры и графики. А вот SOHO по праву может считаться рекордсменом по длительности полноценных наблюдений за нашей звездой, которые включают в себя получение фотографий Солнца.
Задача обсерватории — ответить на три важных вопроса о Солнце:
- какова структура и динамика недр нашей звезды?
- что такое солнечная корона и почему она аномально разогрета?
- где рождается солнечный ветер и как он ускоряется?
Кроме того, SOHO стал для исследователей одним из главных поставщиков информации о космической погоде, помогая ее предсказывать.
Сама обсерватория работает на гало-орбите вокруг первой точки Лагранжа в системе «Земля — Солнце» и оснащена арсеналом из 12 научных приборов. Она может получать изображения звезды на различных длинах волн и регистрировать потоки заряженных частиц, электромагнитные поля и колебания Солнца.
Источник
Космические миссии по исследованию Солнца. Досье
ТАСС-ДОСЬЕ. 12 августа США произвели запуск с базы ВВС на мысе Канаверал (шт. Флорида) ракеты-носителя Delta IV. В космос выведен космический аппарат PSP (Parker Solar Probe, с англ. «Солнечный зонд Паркер»). По расчетам, в декабре 2024 года зонд приблизится к Солнцу на рекордно близкое расстояние (6,16 млн км) и впервые войдет в верхние слои атмосферы светила — так называемую солнечную корону, где температура достигает свыше 1,3 тыс. градусов Цельсия. К настоящему моменту ближе всех из космических аппаратов к нашей звезде подходил немецко-американский зонд Helios-2 — 43,4 млн км в 1976 году.
Редакция ТАСС-ДОСЬЕ подготовила материал о космических миссиях разных стран, полностью или частично посвященных исследованию Солнца.
Изучение солнечного излучения, ветра и вспышек, а также их влияние на магнитосферу и атмосферу Земли имеет важное значение для науки. Наиболее значимые результаты в этой области достигнуты благодаря исследованиям с помощью космических аппаратов, проводившихся с конца 1950-х годов.
Исследования космических аппаратов
Запущенная в 1959 году советская автоматическая межпланетная станция «Луна-1» впервые провела прямые измерения параметров солнечного ветра. Свою задачу, достижение поверхности Луны, она не выполнила, но стала первым искусственным спутником Солнца.
Выведенный в космос в 1960 году американский зонд Pioneer-5 произвел первые измерения уровня радиации и свойств солнечных вспышек. Целью его миссии были исследования межпланетного пространства между Землей и Венерой.
В 1962-1975 годах в рамках программы OSO (Orbiting Solar Observatory, «Орбитальная солнечная обсерватория») США осуществили запуск восьми космических телескопов, задачей которых являлось изучение 11-летних циклов Солнца. В частности, аппарат OSO-6 одним из первых зафиксировал гамма-всплески, а OSO-7 обнаружил гамма-лучи в солнечных вспышках.
Запущенные в 1965-1968 годах американские автоматические аппараты Pioneer-6, Pioneer-7, Pioneer-8 и Pioneer-9 в течение многих лет изучали солнечный ветер, космические лучи и солнечную плазму, а также микрометеоритные потоки и магнитные возмущения. Самым работоспособным из них оказался Pioneer-6, он функционировал 35 лет (был выведен в космос в 1965 году, последний сеанс связи с ним состоялся в 2000 году).
Зонды-близнецы Helios-1 (запущен в 1974 году) и Helios-2 (1976), созданные в рамках совместного проекта космических ведомств США и ФРГ, осуществили облет Солнца на относительно близком расстоянии. Первый пролетел в 46,5 млн км от светила (в феврале 1975 года), второй — в 43,4 млн км (в апреле 1976 года). С помощью них впервые были обнаружены ионы гелия в солнечном ветре.
Отправленные в 1977 году к дальним планетам Солнечной системы американские межпланетные аппараты Voyager-1 и Voyager-2 также внесли вклад в исследование Солнца. С их помощью были уточнены свойства солнечного ветра на различном удалении от светила.
В 1978 году в космос был выведен европейско-американский аппарат ISEE-3 (International Sun-Earth Explorer-3; впоследствии получил имя ICE, International Cometary Explorer, «Международный исследователь комет»). Первоначально он использовался для изучения влияния солнечного ветра на магнитное поле Земли. Затем был направлен к комете Джакобини-Циннера (21P/Giacobini-Zinner).
В 1980 году был запущен американский спутник SolarMax (SMM, Solar Maximum Mission), созданный для исследования процессов, происходящих на Солнце, в частности, солнечных вспышек.
В 1990 году запущен европейско-американский зонд Ulysses (англ. прочтение имени Улисс). Его уникальность заключалась в том, что он исследовал Солнце с полярной орбиты и смог увидеть зоны полюсов звезды, которые недоступны для наблюдений с Земли. Большинство космических аппаратов, изучающих Солнце, ведут свои наблюдения в зоне солнечного экватора. Ulysses пролетал над солнечными полюсами в 1994-1995, 2000-2001 и 2007-2008 годах. В частности, он первым смог установить, что полюса Солнца не имеют фиксированного положения.
В 1991 и 2006 годах в рамках совместного проекта Японии, Великобритании и США были осуществлены запуски аппаратов Solar-A (другое название — Yohkoh, «Солнечный луч») и Solar-B (Hinode, «Восход Солнца»). Их целью было изучение магнитного поля Солнца.
Выведенный в 1994 году в космос американский аппарат GGS WIND изучал солнечный ветер и его взаимодействие с земной поверхностью.
В 1994-2009 годах Россия реализовывала программу КОРОНАС («Комплексные орбитальные околоземные наблюдения активности Солнца»). В ее рамках были запущены три научных спутника: «Коронас-И» (1994), «Коронас-Ф» (2001) и «Коронас- Фотон» (2009). В создании приборов для космических аппаратов принимали участие Украина, Индия и Польша.
В 1995 году был осуществлен запуск европейско-американского аппарата SOHO (Solar and Heliospheric Observatory). Он находится в точке Лагранжа L1 системы Земля-Солнце (1,4-1,5 млн км от нашей планеты) и до сих пор функционирует. В режиме реального времени SOHO передает изображения Солнца в видимом и ультрафиолетовом диапазоне.
В 1997 году в космос был запущен американский аппарат ACE (Advanced Composition Explorer), предназначенный для изучения высокоэнергетических частиц солнечного ветра и межпланетной среды. Он также находится в точке Лагранжа L1 системы Земля-Солнце. В настоящее время ACE используется для уточнения прогнозов по магнитным бурям.
В 1998 году на околоземную орбиту был выведен американский аппарат TRACE (Transition Region and Coronal Explorer) с целью изучения связей между магнитным полем и плазмой солнечной атмосферы. TRACE вел наблюдения Солнца с высоким пространственным разрешением в ультрафиолетовом диапазоне.
В 2001 году США запустили зонд Genesis для сбора частиц солнечного ветра. При возвращении на Землю в 2004 году капсула космического аппарата не смогла совершить мягкую посадку из-за нераскрывшегося парашюта. Однако, исследуя обломки, ученые смогли получить часть образцов.
В 2002 году в космос была выведена американская космическая обсерватория RHESI (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager). Ей впервые удалось заснять гамма-излучение от солнечной вспышки. Космический аппарат до сих находится в работоспособном состоянии.
В 2006 году с целью изучения солнечной активности были запущены американские аппараты STEREO-A и STEREO-B. Их главная задача — построение трехмерных изображений Солнца и структур солнечной атмосферы, а также трехмерного магнитного поля звезды.
В 2008 году США вывели в космос научно-исследовательский спутник IBEX (Interstellar Boundary Explorer), предназначенный для исследования взаимодействия солнечного ветра с межзвездным веществом.
В 2010 году была запущена американская обсерватория SDO (Solar Dynamics Observatory). Наблюдения, проводимые с ее помощью, дают детальную динамическую картину выбросов с поверхности Солнца.
Перспективные проекты
В рамках исследования Солнца Европейское космическое агентство разрабатывает спутник Solar Orbiter. В число российских перспективных проектов входят: «Интергелиозонд», направленный на исследование Солнца с близких расстояний (запуск аппарата планируется произвести после 2025 года) и «Полярно-эклиптический патруль», предусматривающий запуск двух малых космических аппаратов с целью получения глобальной картины солнечной активности и ее проявлений в гелиосфере.
Источник