A SOHO átnézett a Napon

Az ESA és a NASA közös vállalkozásában pályára állított SOHO napkutató űrszonda március 9-én napfoltokat észlelt a Nap túlsó oldalán, és ezzel első ízben sikerült "keresztülnéznie" a Napon.

Az eredmény még a tervezők legvérmesebb álmait is túlszárnyalja, gyakorlati haszna pedig szinte felbecsülhetetlen. A napfolttevékenység ugyanis meghatározó szerepet játszik az űr-időjárás alakulásában, s ezen belül is a mágneses viharok keletkezésében, amelyek a mai kor érzékeny műszaki rendszereit (köztük a műholdas berendezéseket, továbbá a földi távvezeték és távközlési hálózatokat) különösképpen veszélyeztetik. Ha ezek a veszélyek további egy héttel korábban jelezhetők, számos meghibásodás megelőzhetővé válik.

A Nap belső szerkezete

Elsőként Charles Lindsey (Tucson, Arizona) és Doug Braun (Boulder, Colorado) ismerte fel, hogy az úgynevezett napszeizmikus holográfia ablakot nyithat a Nap túlsó oldalára. Most, hogy a kutatók az eljárással a SOHO Michelson Doppler Képalkotó berendezése (Michelson Doppler Imager, MDI) által a Nap felénk eső oldalán észlelt hullámokat elemezték, kiderült, hogy a módszer valóban működik. "Elméletileg több mint 10 éve biztosak voltunk ebben - mondta Lindsey. - Ám hogy valóban átlássunk a Napon, ahhoz olyan kivételesen pontos mérésekre volt szükség, amilyenekre csak a SOHO MDI berendezése képes."

A Nap a benne haladó hanghullámok számára rezonátorüregként viselkedik: olyan haranghoz hasonlítható, amelyet nem a harangnyelv kondít meg, hanem milliárdnyi apró homokszemcse ütközése hoz rezgésbe. A benne oda-vissza verődő akusztikus hullámokból létrejövő állóhullámok a Nap felszínén a rezgési módusnak megfelelő csomófelületeket rajzolnak ki

Már régóta ismeretes, hogy a napkitörések a Nap felénk forduló oldalán látható sötét napfoltcsoportokból erednek, és hogy ezek a kitörések mágneses viharokat okozhatnak a Földön. A napfoltok megjelenését és mozgását ezért állandóan szemmel tartják, ám felbukkanásuk a Nap keleti oldalán többnyire meglepetésként éri a kutatókat, hiszen azok a Nap tengely körüli forgása miatt kerülnek váratlanul a Nap túlsó oldaláról a szemük elé, s megtörténhet, hogy már el is indult belőlük a veszedelmes kitörés. Ezeket a váratlan vészhelyzeteket lehetne megelőzni a Nap túlsó oldalán folyó napfolttevékenység megfigyelésével.

Francia és finn kutatóknak tavaly a SOHO egy másik berendezésével már sikerült a Nap túlsó oldalán végbemenő naptevékenység "fény és árnyképeit" észlelniük a Napon túli hidrogénfelhőkön. Lindsey és Braun módszere ettől teljesen eltérő elven alapul, és hajszálpontosan azonosítja az aktivitás forrásának helyét.

A Napon keresztülhaladó hanghullámok észlelésével a Nap gáznemű belseje lényegében ugyanúgy "átvilágítható", ahogyan a geológusok feltérképezik a Föld belső szerkezetét a földrengéshullámokról készült szeizmológiai feljegyzések segítségével. A geológusokhoz hasonlóan a napszeizmológusok is a felszínen megjelenő különféle rezgési módusokat észlelik a földi és a világűrbe telepített berendezésekkel, s megfigyeléseikből következtetéseket vonnak le a Nap belső szerkezetéről és a benne kavargó gáztömegek mozgásáról.

A Nap belsejében terjedő hullámok

A SOHO különösen alkalmas az ilyen megfigyelésekre, mivel a tőlünk a Nap irányába 1,5 millió kilométerre lévő műhold a nap teljes 24 órájában végezheti méréseit. Saját, Naphoz képesti elmozdulása gyakorlatilag elhanyagolható - ami nagyon előnyös akkor, amikor a Nap felszínének nagyon finom rezdüléseit kell észlelnie. Fedélzetén három napszeizmikus műszer is van - közülük az MDI a legérzékenyebb, amely mintegy egymillió pontban méri a Nap felszínének ritmikus rezgéseit. Az adatokat számítógépes elemzéssel a Napon keresztülhaladó hanghullámoknak feleltetik meg, amelyeknek a mozgását módosítják azok a gázrétegek, amelyeken áthaladnak.

A napszeizmikus holográfia Lindsey és Braun által alkalmazott módszerében a kutatók a hanghullámok egy széles nyalábját vizsgálják, amely a Nap túlsó oldalának egy kis tartományából indul el, majd a Nap felénk eső oldalát elérve a felszín belső határáról visszapattan. A napfoltcsoport azáltal árulja el magát, hogy az onnan érkező hullámok mintegy 6 másodperccel előbb érnek át, mint a napfoltmentes területről származók. (A teljes áthaladási idő mintegy 3 óra.) A sebességváltozás különösen akkor válik nyilvánvalóvá, amikor az eredetileg egyszerre indult hullámok többször oda-vissza verődve kiesnek az ütemből. A gyorsabb átérés azzal magyarázható, hogy a napfoltcsoportoknál a Nap felszíne kissé behorpad (vagy legalábbis anyaga "átlátszóbb"), továbbá a bennük levő erős mágneses terek felgyorsítják a hanghullámokat.

Az MDI egyik méréssorozatának diagramja

Az MDI egy régebbi feljegyzését (1998. március 28-29.) elemezve az is kiderült, hogy már azokból kimutatható lett volna egy napfoltcsoport, amelyet valójában csak 10 nappal később észleltek, amikor átkerült a látható oldalra. Ezek szerint egyszerű rutinmegfigyelésekkel napokkal előre jelezhető a napfoltok feltűnése.

Az MDI már eddig is számos, korábban ismeretlen részletet tárt fel a Nap belsejéről. Philip Scherrer, az MDI működtetését irányító csoport vezetője a Stanford Egyetemen rendkívül elégedett a mostani eredménnyel, bár, mint mondta, az egyáltalán nem lepte meg. "Charlie Lindsey és Doug Braun már évekkel ezelőtt bizonygatták, hogy ha hozzájuthatnak az MDI-hez, keresztülnéznek vele a Napon. Mindig is hittem abban, hogy meg tudják csinálni. A SOHO nem csupán a napfizikai alapkutatásokban hozott áttörést, hanem a naptevékenység folyamatos megfigyelésével az űr-időjárás előrejelzésében is páratlan lehetőségeket nyújt."

Periódusidő-hullámhossz diagram, amelyről a napfizikusok következtetni tudnak a Nap belső szerkezetére

(Élet és Tudomány)

Ajánló:

A SOHO honlapja. Az eredeti sajtóanyag a SOHO honlapján, letölthető képek és a megértést segítő animációk társaságában.

Korábban:

Részletes háttéranyag a naptevékenység földi hatásairól.