Adaptivna optika otkriva dosad neviđene detalje u atmosferi Sunca

Korona, vanjski sloj Sunčeve atmosfere koji se na Zemlji vidi samo tijekom potpune pomrčine, desetljećima je zbunjivala znanstvenike. Unatoč ekstremnim temperaturama i nasilnim izbačajima plazme, njezina priroda ostala je djelomično skrivena zbog optičkog izobličenja koje stvara Zemljina atmosfera. No, nova tehnologija razvijena u SAD-u sada omogućuje najjasniji pogled na te turbulentne pojave. Ali nova vrsta adaptivne optike mjenja igru.

U suradnji američke Nacionalne zaklade za znanost (NSF), Nacionalnog solarnog opservatorija (NSO) i Tehnološkog instituta New Jerseyja (NJIT), razvijen je sustav tzv. adaptivne optike za koronu – inovacija koja uklanja zamućenje slike uzrokovano atmosferskim turbulencijama, omogućivši dosad najpreciznije snimke fine strukture Sunčeve korone, objavljene u časopisu Nature Astronomy.

Najdetaljniji pogled na Sunčevu koronu dosad

Sustav nazvan Cona, postavljen na 1,6-metarski teleskop Goode u Kaliforniji, koristi zrcalo koje se prilagođava čak 2.200 puta u sekundi kako bi neutralizirao učinke atmosferskih turbulencija – istih onih koje u avionu osjećamo kao ‘zračne džepove’. Razvoj tehnologije vodio je Dirk Schmidt, stručnjak za adaptivnu optiku pri Nacionalnom solarnom opservatoriju.

“Turbulencije ozbiljno narušavaju jasnoću slike kod teleskopskih promatranja Sunca, ali sada to možemo ispraviti u stvarnom vremenu”, rekao je Schmidt.

Uz pomoć sustava Cona, znanstvenici su snimili video koji prikazuje brzo mijenjanje oblika solarne prominencije i turbulentne strujanja plazme u njezinoj unutrašnjosti, u iznimno visokoj rezoluciji.

U drugom videu dokumentirana je formacija i urušavanje uskog mlaza plazme s dosad neviđenom preciznošću. “Vidimo pojave koje do sada nisu bile poznate, a još uvijek ne znamo što točno predstavljaju”, izjavio je Vasyl Yurchyshyn, znanstvenik s NJIT-a i suautor studije.

Treći video prikazuje tzv. koronalnu kišu – proces u kojem se ohlađena plazma kondenzira i pada natrag prema Sunčevoj površini. “Ti ‘pljusci’ mogu biti uži od 20 kilometara”, pojasnio je astronom Thomas Schad iz NSO-a. “Ove slike omogućuju testiranje računalnih modela koji pokušavaju objasniti ponašanje korone.”

Još jedan snimak prikazuje kako Sunčeva magnetosfera oblikuje prominencije u stvarnom vremenu – doslovno hvatajući fiziku na djelu.

Korona i misterij njezine temperature

Za razliku od same površine Sunca koja ima temperaturu od oko 5.500 °C, korona može doseći i nekoliko milijuna stupnjeva, a znanstvenici još uvijek nisu sigurni kako se ta energija prenosi. Dodatno, u koroni se odvijaju procesi koji mogu izbaciti ogromne količine plazme u svemir – poznati kao Koronalni izbačaji masa – i koji izravno utječu na Zemlju.

Zato je razumijevanje strukture i dinamike korone ključno za predviđanje svemirskog vremena, što uključuje poremećaje koji mogu utjecati na komunikacijske satelite, električne mreže i navigacijske sustave.

“Adaptivna optika u suštini radi ono što radi autofokus na pametnom telefonu, samo na razini sofisticirane znanstvene opreme – ispravlja pogreške koje uzrokuje atmosfera, a ne drhtanje ruku”, objasnio je Nicolas Gorceix, glavni inženjer opservatorija BBSO.

Iako se adaptivna optika koristi već više od dva desetljeća za promatranje Sunčeve površine, dosad nije bila učinkovita za promatranje korone. Rezolucija izvan Sunčevog ruba nije se poboljšala od sredine 20. stoljeća i stagnirala je na razini od 1.000 kilometara. Nova tehnologija sada omogućuje promatranje koronalnih pojava u rezoluciji od 63 kilometra – teorijskoj granici Goode teleskopa.

Zahvaljujući ovom proboju, korona više nije nedostižna zona Sunca. Po prvi put, znanstvenici mogu pratiti njezine procese u stvarnom vremenu i na razini detalja koji do sada nisu bili mogući, što otvara novo poglavlje u istraživanju našeg najbližeg zvjezdanog tijela.