Bezcenne dane naziemne dla obserwatorów rozbłysków słonecznych
– Obszary, co do których zdania są podzielone, zawsze są bardziej interesujące! – mówi prof. Lyndsay Fletcher, koordynatorka projektu F-CHROMA (Flare Chromospheres: Observations, Models and Archives). Od rozpoczęcia projektu na początku 2014 r. prof. Lyndsay Fletcher i jej zespół użyli wszelkich możliwych środków, aby pogłębić wiedzę na temat rozbłysków słonecznych i poddać w wątpliwość istniejące modele i teorie. Przede wszystkim udało im się odkryć, że energia rozbłysku musi przeniknąć znacznie głębiej do atmosfery słonecznej niż podejrzewano oraz że jonizacja w chromosferze ma kluczowy wpływ na powstawanie rozbłysków. Obserwacji dokonano przy użyciu obiektów znajdujących się w przestrzeni kosmicznej oraz, co najważniejsze, naziemnych, których nie wykorzystywano w pełni przed uruchomieniem projektu. – Planowaliśmy wykorzystać każdą okazję do prowadzenia obserwacji z wykorzystaniem obiektów naziemnych (w tym szanse oferowane przez finansowany ze środków KE projekt SOLARNET) i raczej nam się to udało – przywołuje prof. Fletcher. – Dysponowaliśmy czasem obserwacyjnym na obiektach naziemnych, lecz przekonaliśmy się też, że obsługa satelitów do obserwacji Słońca, takich jak należący do NASA satelita IRIS, chętnie udzielała nam pomocy, gdy tylko pojawiała się taka możliwość. Zarówno satelity naziemne, jak i kosmiczne skierowane są tylko na niewielki fragment dysku słonecznego. W związku z tym potrzebowaliśmy strategii dającej nam największe szanse na zaobserwowanie rozbłysków, które mają nagły i nieprzewidywalny charakter. Zespół zdecydował się na spokojną, długotrwałą obserwację najbardziej złożonej grupy plam słonecznych i miejsc, gdzie wcześniej zaobserwowano już rozbłyski. Strategia ta okazała się skuteczna: udało się uzyskać łącznie 30 nowych zestawów danych dotyczących rozbłysków. Ustalono też optymalne strategie obserwacji rozbłysków z użyciem nowych, nowo udostępnianych teleskopów naziemnych. Amatorzy prowadzący obserwacje Słońca, którzy często dysponują doskonałym sprzętem, również wnieśli swój wkład w projekt. We wrześniu 2015 r. i w lipcu 2016 r. zespół zorganizował tzw. kampanie F-HUNTERS, w ramach których zachęcano amatorów do obserwacji rozbłysków w miejscach wyznaczonych przez zespół F-CHROMA i nadsyłania uzyskanych w ten sposób danych. – Mówiąc ogólnie, teleskopy używane przez amatorów obejmują większą część dysku słonecznego (niemniej z mniejszą dbałością o detale) niż aparatura profesjonalna. Dlatego też byli oni w stanie „wyłapać” rozbłyski, które profesjonalne teleskopy przeoczyły – wyjaśnia prof. Fletcher. Ponadto amatorskie teleskopy są w stanie wychwycić szerokopasmowe światło białe, czyli to, co widzi oko w przypadku projekcji obrazu słonecznego w wyniku rozbłysku. Promieniowanie to jest zazwyczaj przeoczane przez sprzęt używany przez zawodowców, który koncentruje się w większym stopniu na liniach spektralnych, choć ma ono zasadniczy wpływ na wyjaśnienie aspektów związanych z energią rozbłysku. – Zastanawiamy się, jak wykorzystać nasze doświadczenia, aby wspomóc obserwatoria naziemne nowej generacji oraz jak zoptymalizować potencjalny wkład ze strony obserwatorów-amatorów – mówi prof. Fletcher. – Jakość niektórych dostarczonych przez nich danych była bardzo wysoka. Po wykonaniu stosownych kalibracji można je w zasadzie wykorzystać do uzupełnienia naszej wiedzy dotyczącej powstawania niektórych rozbłysków. Całość tego doświadczenia, a zwłaszcza bardzo entuzjastyczna reakcja wszystkich naszych współpracowników-amatorów, bardzo podniosła zespół na duchu. Przypomnieliśmy sobie, dlaczego się tym zajmujemy. Dane dla wszystkich Podsumowując, staranne modelowanie i analiza danych promieniowania chromosfery uzyskanych podczas projektu F-CHROMA pozwoliła odpowiedzieć na istotne pytania dotyczące zwiększonego nagrzewania, zwiększonej jonizacji, przepływów, uderzeń i innych zmian plazmy, które mają ogromne znaczenie z punktu widzenia astrofizyki. Zespół porównał także swoje dane z dwoma całkowicie niezależnymi symulacjami komputerowymi przedstawiającymi zjawiska zachodzące podczas rozbłysku. Uzyskane wyniki były bardzo zbliżone. – Dowiedzieliśmy się także, jaki jest najskuteczniejszy sposób „wyłapania” rozbłysku podczas obserwacji – zachwyca się prof. Fletcher. – Będzie to miało istotny wpływ na obserwowanie rozbłysków przy pomocy teleskopów słonecznych nowej generacji, ponieważ do uzyskania czasu na ich użycie ustawi się duża kolejka chętnych. Dzięki projektowi F-CHROMA środowisko naukowe zyskało dostęp do sformatowanych danych naziemnych dotyczących rozbłysków. Mogą wykorzystać je do własnych badań i przygotować się do korzystania z nowej generacji obserwatoriów, które zostaną uruchomione w 2019 r. Dysponują także dostępem do kompletu zaawansowanych modeli reakcji chromosfery na różnego rodzaju energię oraz narzędziami potrzebnymi do przeprowadzenia symulacji promieniowania wyjściowego do celów porównania z danymi: – Opracowanie tych modeli, nazywanych modelami hydrodynamicznymi promieniowania, wymaga wiele czasu, wiedzy fachowej i mocy obliczeniowej. Dlatego pojedynczy naukowcy nie muszą uczyć się, jak je wykonywać ani zajmować się kodem, gdyż zrobiliśmy to za nich. Pozwala im to skupić się na interpretacjach fizycznych – wyjaśnia prof. Fletcher. Zespół ma nadzieję, że dzięki danym, symulacjom i narzędziom analitycznym udostępnionym społeczności „słoneczni badacze” spoza projektu F-CHROMA i bezpośredni współpracownicy zyskali zachętę do rozpoczęcia badań nad rozbłyskami słonecznymi.
Słowa kluczowe
F-CHROMA, chromosfera, promieniowanie słoneczne, atmosfera słoneczna, rozbłysk słoneczny, jonizacja, teleskop, pogoda kosmiczna
