Практически все космические аппараты, исследующие Солнце из космоса, наблюдают нашу звезду из плоскости эклиптики. Это плоскость, в которой планеты вращаются вокруг Солнца. Хотя эта плоскость слегка наклонена относительно солнечного экватора, угла в примерно 7° недостаточно для получения чёткого изображения полюсов нашего светила.
Солнечные телескопы на Земле, естественно, имеют такую же ограниченную перспективу. Только аппарат «Улисс», совместный проект Европейского и Американского космических агентств ЕКА и НАСА, несколько раз пролетал над полюсами Солнца в период с 1990 по 2009 год, хотя и с гораздо большего расстояния, чем «Солнечный орбитальный аппарат», и без инструментов для создания изображений на борту.
Полюса Солнца представляют особый интерес для исследователей. Процессы, происходящие там, вероятно, играют решающую роль в цикле солнечной активности. Солнце подчиняется примерно 11-летнему циклу. Примерно каждые 11 лет оно достигает пика активности. В этот период, как и в последние месяцы, Солнце особенно активно. В это время часто происходят мощные всплески радиации и частиц.
В периоды между пиками активности Солнце успокаивается: извержения происходят редко, а солнечные пятна часто полностью отсутствуют в течение нескольких месяцев. Основа солнечного цикла, «внутренние часы» нашей звезды, пока не понята. Исследователи подозревают, что ключевой фрагмент головоломки, необходимый для более глубокого понимания, находится на полюсах.
Для этого зонд использовал импульс от своего пролёта мимо Венеры 18 февраля этого года, чтобы покинуть эклиптику. Примерно через месяц, 22 марта, зонд впервые взглянул на Солнце под углом в 17°.
«Мы не знали, чего именно ожидать от этих первых наблюдений. Полюса Солнца — это буквально terra incognita», — говорит Сами Соланки, директор Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка (MPS) в Гёттингене (Германия) и главный исследователь прибора Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) на борту «Солнечного орбитального аппарата».
Опубликованные сегодня изображения были сделаны 16 и 17 марта этого года, за несколько дней до достижения максимального отклонения от эклиптики под углом 15°. Помимо PHI, инструменты Extreme Ultraviolet Imager (EUI) и Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE) также сделали уникальные снимки.
Инструменты и наблюдения
* PHI фиксирует видимый свет Солнца и, таким образом, отображает поверхность Солнца и его магнитное поле.
* EUI и SPICE изучают более высокие слои Солнца вплоть до горячей солнечной короны.
Изображения, полученные с помощью этих инструментов, могут помочь понять, как Солнцу удаётся выбрасывать частицы солнечного ветра в космос.
Изображения с PHI показывают магнитное поле на солнечном Южном полюсе в состоянии беспорядка. В целом магнитное поле Солнца гораздо сложнее, чем у Земли. Многие небольшие, переменные и сложные магнитные структуры, которые возникают в связи с солнечными пятнами или на полюсах, генерируют крупномасштабное глобальное магнитное поле Солнца.
Глобальное магнитное поле меняет свою полярность во время максимальной солнечной активности примерно каждые 11 лет. Небольшие магнитные структуры на полюсах, вероятно, играют важную роль в этом процессе.
Исследователи ожидают, что магнитное поле на полюсах будет значительно меняться в течение солнечного цикла. В то время как одна магнитная полярность, вероятно, будет преобладать там в фазе минимальной активности, магнитное поле должно быть значительно более сложным в период максимума. Это подтверждается последними наблюдениями. На Южном полюсе данные наблюдений с PHI показывают замысловатый клубок небольших участков с разными полярностями.
«„Солнечный орбитальный аппарат“ занял свою новую наблюдательную позицию как раз вовремя», — говорит учёный из MPS и специалист по работе с PHI Иоганн Хирцбергер. «PHI смог составить карту магнитного поля на Южном полюсе в ключевой момент», — добавляет он.
Команда сейчас стремится проследить за реструктуризацией полярного магнитного поля в ближайшие месяцы и годы. Текущие прогнозы указывают на то, что солнечная активность немного снизится с текущего высокого уровня.
К концу 2026 года «Солнечный орбитальный аппарат» сможет наблюдать за северным и южным полюсами Солнца ещё три раза под углом 17°. Ещё один пролёт мимо Венеры 24 декабря 2026 года дополнительно наклонит орбиту зонда до угла в 23°, обеспечивая ещё лучший обзор полюсов.