Új űrszonda figyeli az éledező Napot

Másodpercenként tíz felvétel és 130 Megabit adatáram: többek között erre képes a NASA új napkutató űrobszervatóriuma, amely csütörtökön indult Floridából. Az űrszonda műszerei folyamatosan, szinte pillanatról-pillanatra követik majd egyre aktívabbá váló csillagunk változásait. A kutatók azt várják, hogy jobb lesz az űridőjárás-előrejelzés, és jobban felkészülhetünk a Földet is veszélyeztető eseményekre.

A Nap felszínéből Földünknél is nagyobb mágneses hurkok emelkednek ki, és alkalmanként hatalmas izzó gáztömegek lövellnek a világűrbe. Eközben a legnagyobb nukleáris bombákét is meghaladó energiájú robbanások történnek. A kirepülő részecskék ritkán a Földet is eltalálják, ami zavart okozhat a távközlésben, az áramellátásban és műholdakat is tönkretehet.

A naptevékenységnek a Földre gyakorolt hatásait az űridőjárás témakörében vizsgálják. A Nap ide kapcsolódó aktivitása azonban alig követhető az optikai tartományban, más hullámhosszakon lehet csak pontosan vizsgálni. Ezt a célt szolgálja a Solar Dynamics Observatory (SDO, napdinamikai obszervatórium) nevű új űrszonda, amely minden korábbi társát meghaladó pontossággal és gyakorisággal rögzíti majd csillagunk pillanatnyi állapotát, a NASA Living With a Star (Élet egy csillaggal) nevű programja keretében.

Az új napobszervatóriumot egy ATLAS-V hordozórakéta indította február 11-én, magyar idő szerint 16.23-kor a floridai Cape Canaveral űrkikötő 41-es starthelyéről. Először egy 2500 kilométer földközelpontú pályára áll az űreszköz, majd innen fokozatos pályamódosításokkal éri el 36 000 kilométer magas végső pályáját. A startot eredetileg szerdára tervezték, de az erős szél miatt halasztották.

Végre nekilendült a naptevékenység

A szonda a lehető legjobb ritmusban indul, mert hosszú tétlenség után egyre aktívabbá válik a Nap. 2010. február 7-én és 8-án már egészen komoly napkitöréseket (flereket) figyeltek meg rajta. Kálmán Béla, a MTA Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézetének nyugalmazott főmunkatársa az [origo]-nak elmondta: már december-január folyamán egyre több napfoltcsoport volt látható, de az amerikai Boulderben lévő világ-adatközpont által NOAA 11045 számot kapott, nagyon gyorsan fejlődő napfoltcsoportban két M-kategóriába sorolt fler is történt a napokban. A napfoltcsoport az északi szélesség 23. fokán kezdett fejlődni (ciklus elején a nagyobb szélességek aktívak), az első mágneses terek február 3-4-e táján, az első foltok 5-én jelentek meg. A mágneses szerkezet bonyolult volt, így várhatóak voltak nagyobb napkitörések, az űrszondákat készenlétbe helyezték. Február 7-én 02.20 órai kezdettel (világidőben) egy M6,4 nagyságú, 8-án 11.57 órai kezdettel egy M1,1 nagyságú fler volt megfigyelhető a napfoltcsoportban, ami még tovább fejlődik. Ezek a flerek (különösen az M6-os) már komoly nagyságúnak számítanak. A naptevékenység növekedése jó előjel a Solar Dynamics Explorer műhold számára, amely reményeink szerint minden eddiginél részletesebb képeket készít majd a napkoronáról.

A SOHO napkutató űrszonda EIT műszere által készített sorozat a 6,4-es nagy flerről, csak a napfoltcsoport feletti napkorona-részletet kiemelve. 02.33-kor a nagy fényesség miatt telítődő CCD "csíkozza" a képet

A 11045-ös napfoltcsoport képe február 7-én (SOHO MDI)

A szonda műszerei és feladatai

A Solar Dynamics Observatory több szempontból az 1995-ben startolt SOHO napszonda utódjának, fejlettebb változatának tekinthető. Felbocsátási tömege 3200 kilogramm, amelyből 1400 kilogrammot az üzemanyag tett ki. Átmérője a Nap felé tekintő irányban 4,5 méter, erre merőlegesen 2,2 méter. Napelemei 6,5 négyzetméter felületen 1540 W teljesítményt nyújtanak.

Az SDO-szonda három műszere:

• Naplégkörfigyelő műszeregyüttes (Atmospheric Imaging Assembly, AIA)
• Extrém UV-kísérlet (EUV Variability Experiment, EVE)
• Helioszeizmikus és mágnesestér-képfelvevő (Helioseismic and Magnetic Imager, HMI)

Az SDO-űrszonda műszereinek, napelemtáblájának és rádióantennájának helye (NASA)

A szonda két nagy nyereségű antennáján keresztül 130 megabit/másodperc (Mbps) sebességgel sugározza a Földre az adatait a 26 GHz-es frekvencián, Ka hullámsávú rádióadóján. Az SDO geoszinkron pályán kering, hogy mindig az új-mexikói földi vevőállomás "felett" legyen, és a hatalmas adatáramot folyamatosan tudják rögzíteni - ugyanakkor pályája inklinációja (az Egyenlítőhöz viszonyított dőlésszöge) révén közel folyamatosan vizsgálhatja a Napot.

Kisfilm az SDO-űrszondáról (NASA)

Az SDO műszerei öt fontos jelenségkört vizsgálnak.

• A Nap extrém ultraibolya sugárzása, amely az 1 és 120 nanométer közötti tartományba esik, és a napaktivitás maximuma idején néhány másodperc alatt akár ezerszeresére is nőhet.
• A napkorongon mérhető Doppler-eltolódást elemzi, ami a napfelszín rezgéseivel kapcsolatban áll elő.
• A napkorong egész felületén részletesen méri a mágneses tér jellemzőit és változásait.
• Több hőmérsékleten és gyors egymásutánban készít felvételeket a kromoszféráról és a koronáról.
• Mindezeket a megfigyeléseket a napciklus során a minimumtól legalább a maximumig folyamatosan végzi, hogy a változások jellemzőit és okát is pontosan megismerjék.

Az SDO-űrszonda előkészítése és működése (NASA)

A küldetés célja, hogy csillagunk változásainak okaira világítson rá, elsősorban a Földre erős hatással bíró folyamatokat tekintve. A szonda adatai révén a teljes folyamatot kívánják megérteni: a Nap belsejében generálódó energia felszíni megjelenésétől egészen addig, hogy a mágneses tér változásai révén mindez miként éri el bolygónkat, és hogyan hat az itteni mágneses térre.

Furcsa a jelenlegi napfoltciklus

Az új napfoltciklus meglepően "nehezen" és lassan, nagyságrendileg egy év késéssel indult. Az utolsó négy ciklus során lényegesen rövidebb minimum volt jellemző. Bár a mostanihoz hasonló hosszabb, elnyúlt minimum valóban nem gyakori, az elmúlt 250 évben is akadt már ilyen - 1901-ben és 1913-ban például hosszabb minimum jelentkezett. A mostani elnyúlt minimum miatt a napfoltmaximum akár 2 évvel később következhet majd be, mint azt korábban várták. A jelenség oka egyelőre nem ismert - ám úgy tűnik, hogy csillagunk visszatér megszokott működéséhez, és több napfoltot is produkált az elmúlt napokban.

Az elmúlt évek kutatásai során kiderült, hogy a korábbi feltételezéseknek megfelelően a napfelszínről felfelé haladó hullámok fűtik fel a koronát a megfigyelt magas hőmérsékletre. Sikerült továbbá kapcsolatot kimutatni a földközeli mágneses tér és a Napból kiáramló részecskék nagyobb csomagjai között. Az úgynevezett koronakitörések szerencsétlen esetben súlyos anyagi és műszaki károkat okoznak, és veszélyeztethetik az űrhajósok életét is. A legújabb naptávcsövekkel pedig minden korábbit meghaladó részletességgel tudták a szakemberek csillagunk felszíni változásait nyomon követni.

Film a napfoltciklusról (NASA)