Od února 2010 létá nad našimi hlavami nová sluneční observatoř americké NASA s názvem SDO (zkratka z anglického Solar Dynamics Observatory). První pořízené snímky a videa astronomům doslova vyrazily dech. Každému je jasné, že jde o stroj nové generace, který posune sluneční fyziku značně kupředu. Srdcem observatoře je čtveřice stejných dalekohledů o průměru 20 cm s velkým množstvím filtrů. Současně se tak pořizuje obraz ve čtyřech různých vlnových délkách od hranice měkkého rentgenového záření až po vizuální obor. Některé vlnové délky jsou zcela nové, nepozorovaly na nich observatoře SOHO ani TRACE . Nová observatoř je dvakrát citlivější než STEREO a čtyřikrát citlivější než SOHO. Jsou zde i další rozdíly. Observatoř SOHO je schopna pořídit jeden snímek za 12 minut, STEREO za 3 minuty a SDO za pouhých 10 sekund. Observatoř SDO létá na geosynchronní dráze se sklonem 28,5° k rovníku, což zajišťuje téměř trvalou viditelnost družice z pozemské stanice White Sands, která data z SDO přijímá nepřetržitě. Odpadá tak nahrávání pořizovaných dat na pomocné médium a na Zemi vidíme Slunce doslova v přímém přenosu. Tok dat je obrovský – 130 megabitů za každou sekundu, což činí 1,4 terabajtů dat denně. Rozlišení jednotlivých snímků je desetkrát vyšší než u HD televize.HD televize – High Definition TV neboli standard HDTV s rozlišením 1920×1080 pixelů..
Logo observatoře.
|
NASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, založen byl v roce 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších. Slunce – nám nejbližší hvězda, tzv. hvězda hlavní posloupnosti, která se nachází ve vzdálenosti 149,6×106 km od Země. Jde o žhavou plazmatickou kouli s průměrem 1,392×106 km, teplotou na povrchu 5 780 K, teplotou v centru přibližně 15×106 K a zářivým výkonem 3,846×1026 W. Zdrojem energie je jaderná syntéza, při které se za každou sekundu sloučí v jádru Slunce 700 milionů tun vodíku na hélium. |
Observatoř SDO. V horní části je patrná čtveřice dalekohledů. Zdroj: NASA.
Parametry observatoře a přístroje
Základním dalekohledem observatoře je přístroj AIA (Atmospheric Imaging Assembly). Jde o čtveřici dalekohledů, z nichž každý má průměr 20 cm. Optický systém je Ritchey-Chrétien s ohniskovou vzdáleností 4,125 metru. V ohnisku je CCD matice o rozměrech 4096×4096 pixelů , každý pixel má velikost pouhých 12 mikrometrů a rozlišení 0,6″. Zorné pole dalekohledu je 41′. Přečtení dat z CCD matice trvá 2,5 sekundy. K dispozici je deset filtrů s vlnovými délkami: 9,4 nm (Fe XVIII); 13,1 nm (Fe VIII/XX); 17,1 nm (Fe IX); 19,3 nm (Fe XII/XXIV); 21,1 nm (Fe XIV); 30,4 nm (He II); 33,5 nm (Fe XVI); 155 nm (C IV); 160 nm (kontinuum) a 450 nm (bílé světlo). U tří dalekohledů jsou k dispozici dva různé filtry, u jednoho čtyři filtry.
Čtveřice dalekohledů AIA při výrobě. Zdroj: NASA.
Pohled na přední část observatoře s přístroji AIA, HMI a EVE. Zdroj: NASA.
Druhým přístrojem je helioseismometr a magnetometr HMI (Helioseismic and Magnetic Imager). Přístroj zkoumá podpovrchové vrstvy pomocí plazmových vln přicházejících ze Slunce a zobrazuje povrchová magnetická pole. Hlavním úkolem je výzkum slunečního dynama, které je zdrojem magnetického pole Slunce. Přístroj je obdobou detektoru MDI (Michelson-Doppler Interferometer) na observatoři SOHO. Snímkování probíhá v okolí spektrální čáry Fe I s vlnovou délkou 617,3 nm a vyhodnocuje se Dopplerův posuv této čáry. Obdobně jako pozorujeme uvnitř Země odrazy seismických vln od různých rozhraní, lze přístrojem HMI pozorovat například rozhraní zářivé a konvektivní zóny. Pořízené magnetogramy fotosféry zobrazují černou a bílou barvou různé polarity magnetického pole.
Posledním přístrojem je EVE (EUV Variability Experiment). Jeho základní úlohou je monitorování fluktuací extrémního ultrafialového záření dopadajícího ze Slunce na Zemi. Právě tato část záření nejvíce ovlivňuje horní vrstvy atmosféry, zahřívá je, ionizuje atomy a disociuje molekuly. Základní parametry observatoře SDO jsou uspořádány do následující tabulky:
| Základní údaje o observatoři | |
|---|---|
| start | 11. 2. 2010, Mys Canaveral |
| nosná raketa | Atlas V |
| hmotnost při startu | 3 100 kg |
| dráha | geosynchronní (36 000 km) |
| sklon dráhy k rovníku | 28,5° |
| přenos dat | 130 megabitů za sekundu |
| průměr zrcadla | 4×20 cm |
| rozlišení | 1,2″ |
| rozměry sondy | 4,5×4 m (sluneční panely 6,5 m) |
| životnost | 5 let (10 let) |
| cena | 850 milionů USD |
| Přístrojová část observatoře | |
| AIA | Zkratka z anglického Atmospheric Imaging Assembly. Jde o čtveřici dalekohledů o průměru 20 cm s deseti filtry pro různé vlnové délky. Dosažitelné úhlové rozlišení je 1,2″. |
| HMI | Zkratka z anglického Helioseismic and Magnetic Imager. Jde o helioseismometr a magnetometr. |
| EVE | Zkratka z anglického EUV Variability Experiment. Jde o detektor fluktuací extrémního ultrafialového záření, které nejvíce ovlivňuje horní vrstvy atmosféry Země. |
První snímky a videa
Již první snímky Slunce z observatoře SDO nám odkryly fascinující svět pohybujícího se slunečního plazmatu a jeho propojení s magnetickým polem. Při přepojování magnetických silokřivek dochází k uvolnění energie, zahřátí plazmatu a rychlým změnám tvaru a vyzařování jednotlivých útvarů. Určitě si prohlédněte pořízené snímky i ve vysokém rozlišení a nezapomeňte se podívat na dnešní Video týdne. Nechte se vtáhnout do dějů odehrávajících se na povrchu našeho Slunce !
Obraz Slunce vytvořený složením tří snímků na vlnových délkách 21,1 nm (červená), 19,3 nm (zelená) a 17,1 nm (modrá). Snímek byl pořízen 8. dubna 2010 soustavou dalekohledů AIA. Po kliknutí myši získáte fotografii v rozlišení 4096×4096 pixelů s mimořádnými detaily. Určitě stojí za to si je prohlédnout. Zdroj NASA/SDO.
Tato fotografie byla pořízena v extrémní ultrafialové oblasti (17,1 nm) dne 18. května 2010. Vidíme na ní světlé oblasti plazmatu, které kopírují lokální magnetické silokřivky a temná plazmatická vlákna s poněkud nižší teplotou, než má okolí. Tato vlákna samozřejmě září, ale o něco méně než okolí, a proto se zdají tmavá. Jsou nestabilní a rychle se rozpadají. Kliknutím získáte fotografii ve vyšším rozlišení (1500×1034). Prohlédněte si i původní snímek celého Slunce (4096×4096), ze kterého je uvedená fotografie pouhým výřezem. Zdroj NASA/SDO.
Detail oblasti z předchozího snímku. Opět vidíme tmavá plazmová vlákna, jejichž délka se odhaduje na 60 průměrů Země a světlé oblasti plazmatu proudícího podél magnetických silokřivek. Kliknutím získáte fotografii ve vyšším rozlišení. Prohlédněte si také video složené z po sobě pořízených snímků. Zdroj NASA/SDO.
Jeden z prvních snímků Slunce pořízený 30. března 2010 při zahájení činnosti observatoře SDO (oproti originálu je otočen o 90°). Vlnová délka filtru byla 30,4 nm, což odpovídá čáře jedenkrát ionizovaného helia (teplotě 50 000 °C). Na snímku je dobře patrná protuberance. Po kliknutí získáte snímek ve vyšším rozlišení. Prohlédněte si také video složené z po sobě pořízených snímků. Zdroj NASA/SDO.
1. NASA: Solar Dynamics Observatory
3. Stanford Solar Group: HMI homepage
4. Alan Title: Atmospheric Image Assembly for the Solar Dynamics Observatory, ppt presentation, 2004
5. František Martínek: Start družice SDO k výzkumu Slunce; Aktuality AKA, 13. 2. 2010
