Zoom in op de vier nieuwe zonnebeelden van Solar Orbiter, samengesteld uit hoge-resolutie waarnemingen van de PHI- en EUI-instrumenten van het zonne-observatorium op 22 maart 2023. De PHI-beelden zijn de hoogste resolutiebeelden van het zichtbare oppervlak van de zon tot nu toe, inclusief kaarten van het rommelige magneetveld van de zon en bewegingen op het oppervlak. Deze kunnen worden vergeleken met de nieuwe EUI-beelden, die de gloeiende buitenste atmosfeer, of corona, van de zon laten zien.
Geen object in het zonnestelsel is zo dynamisch en veelzijdig als de zon. De door ESA geleide Solar Orbiter-missie bekijkt de zon met niet minder dan zes beeldvormende instrumenten. Samen stellen deze het ruimtevaartuig in staat om de vele lagen van de zon af te pellen en haar vele gezichten te onthullen. Vandaag onthult de missie de hoogste resolutiebeelden van het zichtbare oppervlak van de zon (fotosfeer) tot nu toe. Ze zijn samengesteld uit beelden van de Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) van de ruimtesonde. Dit instrument maakt niet alleen beelden in zichtbaar licht, maar meet ook de richting van het magnetische veld en brengt in kaart hoe snel en in welke richting verschillende delen van het oppervlak bewegen. De PHI-metingen van de fotosfeer kunnen direct worden vergeleken met een nieuw beeld van de buitenste atmosfeer van de zon (de corona) dat is samengesteld uit hogeresolutiebeelden die op dezelfde dag in maart 2023 zijn gemaakt door het Extreme Ultraviolet Imager (EUI)-instrument. EUI brengt de zon in ultraviolet licht in beeld.
“Het magnetische veld van de zon is de sleutel tot het begrip van de dynamiek van onze thuisster, van de kleinste tot de grootste schaal. Deze nieuwe hogeresolutiekaarten van het PHI-instrument van Solar Orbiter laten de schoonheid van het magnetische veld en de stromingen aan het oppervlak van de zon zeer gedetailleerd zien. Tegelijkertijd zijn ze cruciaal voor het afleiden van het magnetische veld in de hete corona van de zon, die ons EUI-instrument in beeld brengt,” merkt Daniel Müller op, Solar Orbiter's Project Scientist. Deze publicatie volgt op een publicatie van twee jaar geleden, toen de missie op 7 maart 2022 volledige beelden van de zon vrijgaf, gemaakt door de EUI- en Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE)-instrumenten van de ruimtesonde.
Deze snelheidskaart, ook wel 'tachogram' genoemd, toont de snelheid en bewegingsrichting van materiaal
op het zichtbare oppervlak van de zon. Blauwe gebieden bewegen naar het ruimtevaartuig en rode
gebieden bewegen weg. De kaart is gemeten door de Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI)
aan boord van het Solar Orbiter-ruimteschip op 22 maart 2023 - Foto: ESA/NASA
Zonnevlekken en een rommelig veld
Door in te zoomen op het gedetailleerde zichtbaar-lichtbeeld van PHI wordt het 'oppervlak' van de zon onthuld zoals het is: gloeiend heet plasma (geladen gas) dat constant in beweging is. Bijna alle straling van de zon wordt uitgezonden door deze laag, die een temperatuur tussen 4500 en 6000 °C heeft. Daaronder wordt het hete, dichte plasma rondgeduwd in de 'convectiezone' van de zon, net als magma in de aardmantel. Als gevolg van deze beweging ziet het oppervlak van de zon er korrelig uit.
De meest opvallende kenmerken in de beelden zijn echter de zonnevlekken. In het zichtbare licht lijken dit donkere vlekken of gaten in het verder gladde oppervlak. Zonnevlekken zijn kouder dan hun omgeving en geven daarom minder licht af. De magnetische kaart van PHI, of 'magnetogram', laat zien dat het magnetische veld van de zon geconcentreerd is in de zonnevlekgebieden. Het wijst naar buiten (rood) of naar binnen (blauw) waar de zonnevlekken zich bevinden. Het sterke magnetische veld verklaart waarom het plasma binnenin zonnevlekken kouder is. Normaal gesproken verplaatst convectie warmte van binnenin de zon naar het oppervlak, maar dit wordt verstoord doordat geladen deeltjes gedwongen worden om de dichte magnetische veldlijnen in en rond de zonnevlekken te volgen.
De snelheid en bewegingsrichting van materiaal aan het oppervlak van de zon is te zien in de snelheidskaart van PHI, ook bekend als een 'tachogram'. Blauw geeft beweging naar het ruimteschip toe aan, terwijl rood beweging van het zonne-observatorium vandaan aangeeft. Deze kaart laat zien dat het plasma op het oppervlak van de zon over het algemeen meedraait met de algehele draaiing van de zon om haar as, maar dat het naar buiten wordt geduwd rond de zonnevlekken. Tot slot laat EUI's beeld van de corona van de zon zien wat er boven de fotosfeer gebeurt. Boven de actieve zonnevlekgebieden is gloeiend plasma te zien dat naar buiten steekt. Het plasma van een miljoen graden volgt magnetische veldlijnen die uit de zon steken en vaak naburige zonnevlekken met elkaar verbinden.
Deze afbeelding toont de kijkrichting van het magnetische veld op de zonneschijf. Dit soort kaart wordt ook wel een 'magnetogram'
genoemd. Het is gemeten door de Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) aan boord van het Solar Orbiter-ruimtevaartuig
op 22 maart 2023 - Foto: ESA/NASA
Aan elkaar geplakt
De beelden zijn gemaakt toen Solar Orbiter zich op minder dan 74 miljoen kilometer van de zon bevond. Omdat ze zo dicht bij de zon staan, bestrijkt elke hoge-resolutieopname van PHI en EUI slechts een klein deel van de zon. Nadat elke afzonderlijke foto was genomen, moest het ruimteschip worden gekanteld en gedraaid totdat elk deel van het gezicht van de zon in beeld was gebracht. Om de hier gepresenteerde beelden van de volledige schijf te verkrijgen, werden alle beelden als een mozaïek aan elkaar geplakt. Het PHI- en het EUI-mozaïek bestaan elk uit 25 beelden, gemaakt over een periode van meer dan vier uur. De zonneschijf heeft een diameter van bijna 8000 pixels in de volledige mozaïeken, waardoor een ongelooflijke hoeveelheid details zichtbaar is. De beeldbewerking die nodig was om de PHI mozaïeken te verkrijgen was nieuw en moeilijk. Nu dit eenmaal is gedaan, zal het verwerken van de gegevens en het samenstellen van de mozaïeken in de toekomst sneller gaan. Het PHI-team verwacht twee keer per jaar zulke hoge-resolutie mozaïeken te kunnen leveren.
Bron: ESA
