Европейский космический аппарат Solar Orbiter, запущенный Европейским космическим агентством (ESA), совершил прорыв, впервые сфотографировав южный полюс Солнца. Уникальные снимки, сделанные с февраля 2025 года, стали возможны благодаря необычной орбите аппарата, наклонённой на 17° к солнечному экватору. Об этом сообщили на официальном сайте ESA. Новые данные раскрывают тайны магнитного поля, солнечного ветра и структуры короны, обещая революцию в изучении нашей звезды. Рассказываем, как это удалось и что узнали учёные.

Почему южный полюс Солнца — это важно?

До сих пор все снимки Солнца делались с «экваториальной» перспективы, так как Земля, другие планеты и большинство спутников движутся в плоскости солнечного экватора. Полярные области Солнца оставались практически недоступными для наблюдений, хотя именно там происходят ключевые процессы:

  • Формирование солнечного ветра — потока заряженных частиц, влияющего на космическую погоду и земные технологии.
  • Изменения магнитного поля, определяющие 11-летний цикл солнечной активности.
  • Редкие явления, такие как полярные вихри, подобные тем, что наблюдаются на Венере или Сатурне.

Solar Orbiter, запущенный в 2020 году, стал первым аппаратом, способным выйти за пределы экваториальной плоскости благодаря сложной орбите, использующей гравитационные манёвры около Венеры.

Как снимали южный полюс?

С февраля 2025 года орбита Solar Orbiter наклонена на 17° к солнечному экватору, что позволило заглянуть на южный полюс Солнца. Для наблюдений использовались три инструмента:

  1. PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager):
    • Снимает в видимом свете.
    • Составляет карты магнитного поля на поверхности Солнца.
    • Зафиксировал уникальные магнитные структуры на южном полюсе.
  2. EUI (Extreme Ultraviolet Imager):
    • Регистрирует ультрафиолетовое излучение.
    • Показывает горячий газ в короне — внешней оболочке Солнца, где температура достигает миллионов градусов.
    • Выявил динамику плазмы в полярных областях.
  3. SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment):
    • Анализирует свечение солнечной атмосферы на разных высотах и температурах.
    • Отслеживает движение частиц, выбрасываемых с поверхности.

Эти инструменты вместе создали многослойную картину Солнца, позволяя изучить его структуру от фотосферы до короны.

Главные открытия

1. Магнитные поля южного полюса

В марте 2025 года, при наклоне орбиты в 15°, инструмент PHI зафиксировал, что на южном полюсе Солнца одновременно присутствуют магнитные поля противоположной полярности. Это редкое явление, характерное для максимума солнечной активности (25-й цикл, пик в 2025 году). Обычно магнитное поле Солнца более упорядоченное, но в период максимума оно становится хаотичным, что влияет на вспышки и выбросы массы.

Значение: Данные помогут понять, как магнитное поле перестраивается, и предсказать, когда Солнце перейдёт в фазу минимума (ожидается через 5–6 лет, к 2030 году).

2. Движение солнечного вещества

Инструмент SPICE измерил скорости частиц, выбрасываемых с поверхности Солнца. Это позволило:

  • Отследить, как формируется солнечный ветер в полярных областях.
  • Выявить механизмы ускорения плазмы, которая достигает скоростей до 800 км/с.

Значение: Понимание солнечного ветра улучшит прогнозы космической погоды, защищая спутники, энергосети и космонавтов от геомагнитных бурь.

3. Полярные вихри

Учёные надеются обнаружить полярные вихри — вращающиеся структуры плазмы, подобные атмосферным вихрям на других планетах. Хотя прямых доказательств пока нет, данные EUI показывают необычные движения газа в короне, которые могут быть их предвестниками.

Значение: Вихри могут раскрыть, как энергия передаётся от поверхности Солнца к его внешним слоям.

Почему это важно?

  1. Новая эпоха гелиофизики:
    • Впервые учёные получили прямые снимки полярных областей Солнца, которые ранее изучались только косвенно (например, через аппарат Ulysses в 1990-х).
    • Это открывает путь к пониманию глобальной структуры магнитного поля и солнечной активности.
  2. Космическая погода:
    • Полярные области — ключевой источник солнечного ветра, влияющего на Землю. Точные данные улучшат прогнозы геомагнитных бурь, угрожающих технологиям.
  3. Сравнение с другими звёздами:
    • Наблюдения полюсов Солнца помогут понять, как работают магнитные поля других звёзд, что важно для астрофизики и поиска экзопланет.
  4. Подготовка к будущему:
    • В 2029 году наклон орбиты Solar Orbiter увеличится до 33°, что даст ещё более детальные снимки полюсов. Это станет кульминацией миссии.

Как работает Solar Orbiter?

  • Орбита: Аппарат использует гравитацию Венеры для постепенного наклона орбиты. С 2020 года он выполнил несколько манёвров, достигнув текущего наклона в 17°.
  • Инструменты: 10 научных приборов, включая камеры, спектрометры и детекторы частиц, работают в экстремальных условиях (температура до 500°C на стороне, обращённой к Солнцу).
  • Защита: Тепловой щит с покрытием из обожжённых костей животных выдерживает солнечное излучение.

Ближайшая точка: Solar Orbiter приближается к Солнцу на расстояние 0,28 а.е. (42 млн км), что ближе, чем орбита Меркурия.

Что дальше?

  • 2025–2026 годы: Продолжение наблюдений с текущей орбиты. Учёные ждут данных о полярных вихрях и новых выбросах массы.
  • 2029 год: Наклон орбиты достигнет 33°, что позволит снять полюса с ещё большей детализацией.
  • Синергия с другими миссиями: Данные Solar Orbiter дополнят наблюдения Parker Solar Probe (NASA), который изучает Солнце с рекордно близкого расстояния (6 млн км).
  • Космическая погода: ESA планирует интегрировать данные в модели для защиты спутников и сетей на Земле.

Будущие миссии, такие как Vigil (запуск в 2027 году), усилят мониторинг солнечной активности.