Наскоро в Космоса бе изстреляна сондата "Паркър", чиято цел е да изучи по-добре Слънцето. Но какво всъщност се надяват да разберат учените чрез нея и какво вече знаят за нашата звезда. За целта се свързахме с младия учен и специалист в областта от БАН - Цветан Цветков, на когото зададохме въпроси.

- Защо е важно да опознаем по-добре Слънцето и какво не знаем за него?

- Въпреки че през последните две десетилетия изучаването на Слънцето значително се подобри с изстрелване на някои космически обсерватории, които ни осигуряват 24/7 наблюдения на най-близката ни звезда, все още много въпроси остават без категоричен и ясен отговор: защо температурата в короната на Слънцето (най-външната част от неговата атмосфера) е много по-голяма, отколкото тази в по-ниските ѝ слоеве - на повърхността на Слънцето, кой е източникът на това нагряване, какви точно са условията, при които Слънцето изхвърля в околното междупланетно пространство заредени частици?

- Преди няколко дена стартира мисията на сондата "Пъркър", какво се надяват да разберат учените чрез нея?

- Именно с цел да открием отговори на подобни въпроси е създадена мисията "Паркър". Очаква се тя да продължи поне 7 години, през които да достигне на невероятно близките 6 млн. км (около 9 слънчеви радиуса) от Слънцето и да се превърне в най-бързия обект създаден от човек, движейки се със скорост до 200 км/с при най-близките прелитания до Слънцето.

С размерите на малък автомобил и тегло от едва 646 кг, тя беше изстреляна с втората най-товароподемна ракета в света до момента (след "Falcon heavy" на SpaceX) - Delta IV Heavy. Идеята е, че за да постигне сондата стабилна орбита, близка до Слънцето, ще ѝ е необходима наистина висока скорост. Но дори и мощността на тази ракета няма да е достатъчна, затова ще се използва и гравитационната помощ на Венера - така скоростта и траекторията на "Паркър" ще се контролират с минимален разход на гориво.

Сондата ще прелети покрай Венера 7 пъти, като първото прелитане покрай планетата се очаква още на 28 септември тази година. От този момент сондата ще променя орбитата си чак до 19 декември 2024 г., когато вече установила се на стабилна орбита ще направи и първото от най-близките си преминавания покрай Слънцето. Краят на мисията е планиран за средата на 2025 г., когато се очаква да свърши горивото, необходимо на сондата да се върти и по този начин да крие инструментите на борда си зад специален щит, който да ги предпазва от екстремните условия в близост до Слънцето.

Но, като всяко голямо технологично достижение на човечеството, изследванията на мисията "Паркър" са важни не само за учените, а и за всички нас, които живеем, потопени в слънчевата атмосфера.

Милиони тонове слънчева плазма се изхвърлят в междупланетното пространство по време на слънчеви ерупции, които достигайки до Земята застрашават работата на сателитите в околоземна орбита и на технологиите, които използваме в нашето ежедневие, подлагат на риск космонавтите в открития космос и успехът на космическите ни мисии.

Ние, жителите на Земята, сме отчасти защитени от тези влияния благодарение на земната магнитосфера. Но възможността в бъдеще да се случи някое достатъчно мощно слънчево изригване, с което магнитосферата да не успее да се справи и то да застраши дори живота на Земята е това, което ни кара да изучаваме поведението на Слънцето и да се научим да го предсказваме.

Единствените земни организми, способни да оцелеят при големи дози радиация, са хлебарките и затова липсата на интерес от тяхна страна към слънчевата физика е напълно разбираема, но ние не можем да си го позволим.

- А кое е най-важното, което всеки трябва да знае за Слънцето?

- Слънцето е средностатистическа звезда, разположена в ръкава Орион, в периферията на галактиката Млечен път. Характерен представител на звездите, намиращи се в устойчив стадий на еволюцията си, което прави неговата околност благоприятно място за живот. На възраст едва надхвърля 4.5 млрд. години и се намира около средата на своя жизнен цикъл. Това, което го прави забележително за нас, е, че се намираме само на около 150 млн. км от него. Тази близост ни дава възможност да изследваме най-детайлно, в сравнение с другите звезди, физичните процеси на получаване и трансформиране на звездна енергия. Затова имаме пълното право да се чувстваме, че ние правим Слънцето специална звезда, но и без да забравяме, че сме зависими от него.

- Кой е един от най-любопитните, но неизвестни факти за нашата звезда?

- Противно на това, което виждат очите ни, твърденията, че Слънцето е жълто, оранжево или червено са погрешни. Дори и максимумът му на излъчване не е в жълтата или оранжевата част на видимия спектър, а в зелената, т. е. то излъчва най-много зелени фотони. Въпреки това, то не излъчва само зелена светлина, а създава още сини и червени фотони, например. Така неговото излъчване представлява комбинация от всички цветове, което го прави бяло (както се и вижда на снимки от Космоса).

- Вярно ли е, че докато един фотон изминава разстоянието от повърхността на Слънцето до Земята за 8 минути, то разстоянието от ядрото на Слънцето до повърхността му отнема няколко хилядолетия? И ако това е така защо?

- Тъй като слънчевият радиус е близо 696 000 км, а скоростта на светлината - 300 000 км/с, би трябвало един фотон да изминава това разстояние за малко повече от 2 секунди, както прави неутриното например. Това обаче не е така, тъй като фотоните започват своя път към повърхността на Слънцето като гама-лъчи - продукт от термо-ядрения синтез в ядрото. Поради огромната плътност на веществото в недрата на Слънцето, фотонът не успява да измине голямо разстояние преди да взаимодейства с друг атом. Така започва процес на пренос на фотона към повърхността чрез многократното му поглъщане и преизлъчване от атомите, което го забавя. Все пак, в резултат от този начин на пренос на енергията високоенергетичното гама-излъчване от ядрото формира по-нискоенергетичните лъчения - през рентгеновата и ултравиолетовата до видимата светлина при слънчевата повърхност.

- Как освен чрез сонди се извършват наблюденията върху Слънцето и каква е апаратурата за измерване в България?

- Наблюденията на Слънцето, още отпреди изстрелването на сондата "Паркър", се разделят на две основни направления - космически и наземни. От десетилетия разполагаме с космически обсерватории, които правят 24/7 извънатмосферни наблюдения на Слънцето в голяма част от електромагнитния спектър - гама лъчи, ултравиолетова, видима и инфрачервена светлина, радиовълни. Техният брой към момента надхвърля 15, като най-известните, функциониращи и до днес са мисиите Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO), Solar Dynamics Observatory (SDO) и Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI).

Същевременно, наблюденията от Земята остават важна част от слънчевите изследвания. Това се доказва от фактът, че в момента се строят 2 нови телескопа, които ще бъдат най-големите, с които някога сме поглеждали към Слънцето - и двата са с около 4-метрови огледала. Единият - European Solar Telescope (EST), ще бъде разположен на Канарските острови и по план трябва да заработи около 2020 година, а малко преди него - този на Хавайските острови - Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST).

В България също разполагаме с телескоп за слънчеви наблюдения. Той се намира в Националната астрономическа обсерватория Рожен и осъществява наблюдения на слънчевата корона.

15-см слънчев телескоп-коронограф в Национална астрономическа обсерватория Рожен

Снимка: Цветан Цветков

Дълги години тази част от Слънцето е била достъпна за наблюдение само по време на пълни слънчеви затъмнения. По една щастлива случайност, Земята е разположена на идеалното място, за да са възможни наблюденията на пълни слънчеви затъмнения - Луната е 400 пъти по-малка от Слънцето, но Земята е 400 пъти по-далече от Слънцето, отколкото от Луната. Затова Луната идеално закрива яркия диск на Слънцето и ни позволява за между 2 и 7 минути да наблюдаваме короната. Все пак тези няколко минути не били достатъчни на учените и те изобретили слънчеви телескопи като нашия, които симулират слънчеви затъмнения, скриват слънчевия диск и ни позволяват да изследваме короната всеки ден.

- Има ли някакви необичайни промени в активността на Слънцето и може ли те да се свържат с климатичните промени?

- Въпросът няма категоричен отговор и до днес. Въпреки това има интересни съпоставки между климатични катаклизми на Земята в миналото и странни периоди на поведение на Слънцето.

Една от най-съществените характеристики на Слънцето е неговата цикличност. То редува 11 години на силна активност - наблюдават се голям брой слънчеви петна, регистрират се повече на брой и по-мощни слънчеви изригвания и изхвърляния на вещество от Слънцето, с 11 години на спад в регистрацията на подобни събития. Един от проблемите, свързани със слънчевата цикличност е възможността за съществуване на продължителни минимуми на неговата активност. Така например е установено, че за периода 1645-1715 г. са наблюдавани аномално нисък брой слънчеви петна и полярни сияния, а ниска слънчева активност е забелязана и по данните за концентрация на изотопа въглерод-14 (14С).

Този продължителен спад на активността е наречен "минимум на Маундер", а интересното е, че той съвпада с най-студените години от т. нар. "малка ледникова епоха" - период на силно застудяване в части от Европа и Северна Америка.

Така или иначе, вероятно влиянието на Слънцето върху климата на Земята, се дължи на дългопериодични изменения на неговата активност, които поради краткият период на систематични астрономически наблюдения все още не можем категорично да определим. Факт е обаче, че много изследователи смятат Слънцето като един от четирите основни фактора, определящи глобалния климат, заедно с вулканичните изригвания, парниковият ефект на земната атмосфера и явлението Ел Ниньо над Тихия океан.

- И за завършек, какво бихте казал на хората, които смятат, че Слънцето е бързо движеща се плоскост, намираща се едва на няколко хиляди километра над "земния диск"?

- За да допуснем това твърдение трябва да си представим, че Земята е плоска и изобщо не обикаля около Слънцето, а точно обратното - Слънцето и Луната ни осветяват ниско над главите ни. В днешно време лесно може да осъзнаем, че това не е така.

За да докажем сферичната форма на Земята далеч не е необходимо да политаме в Космоса, тъй като доказателствата са около нас. Това ни показват, например, фактите, че небесните тела не изгряват и не залязват по едно и също време за цялата планета, че в даден момент по различните части на Земята имаме различни сезони. В същото време можем да забележим, че сянката, която Земята хвърля върху Луната по време на лунни затъмнения е сферична, а и всички сме виждали останалите планети от Слънчевата система, които определено са сферични. Още Аристотел е забелязал, че от различните региони на Земята виждаме различни съзвездия по небето, нещо, невъзможно при плоска Земя с прожекция на звезди над главите ни.

Срещал съм дори твърдения, че слънчевите затъмнения се случват, тъй като холограмите на Слънцето и Луната имат нужда от актуализация. Забележете, че в исторически план тази нужда от актуализация се случва с определена цикличност и тази абсолютна точност и ми се струва невероятна.

Снимка: Wikimedia