Kezdőlap  
ENGLISH VERSION
 
A MŰI
Évkönyvek
Dokumentumok


A Magyar Űrkutatási Iroda
elérhetőségei

Cím:
1011 Budapest, Iskola u. 13.

Telefon:
06-1-795-6237

 
  Mit látott az Ulysses a Nap szoknyája alatt?
 

 

Az Amerikai Egyesült Államok űrügynöksége (NASA) és az Európai Űrügynökség (ESA) 1990. október 6-án indította az Ulysses űrszondát a Napot körülölelő térség, a helioszféra vizsgálatára. A szonda 1992 februárjában megközelítette a Jupiter óriásbolygót, amelynek gravitációs lendítése segítségével a szonda Nap körüli pályasíkja mintegy 80 fokkal elfordult az Ekliptika síkjához képest.
Az Ulysses az első űrszonda, amely kilépett a bolygók keringési síkjából, az Ekliptikából, és így lehetővé tette a Nap sarki tartományainak vizsgálatát is. A bolygóközi térben végzett mérésekből régóta ismert, hogy a Nap külső rétegéből, a koronából kilépő, főként elektronokból és protonokból álló részecskék árama, a napszél közvetítésével a bolygóközi térbe kiterjedő mágneses mező különböző tartományokra, szektorokra oszlik. Az eltérő mágneses polaritású tartományokat semleges zóna választja el, ennek térbeli alakjára korábban csak következtetni tudtak.
Hannes Alfvén Nobel-díjas plazmafizikus a semleges elválasztó réteget alakja miatt a balerina szoknyájához hasonlította, amely együtt forog viselőjével, a Nappal. Az Ulysses az Ekliptika síkjából kilépve belesett a szoknya alá.

A KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet (RMKI) munkatársai a londoni Imperial College of Science, Technology and Medicine egyetemmel együttműködésben (az Imperial College építette a szonda magnetométerét) a mágneses tér mérések kiértékelésében és értelmezésében vesznek részt, tanulmányozzák a helioszférikus mágneses tér globális szerkezetét. Az RMKI két munkatársa vendégkutatói szinten vesz részt a közös munkában. A hosszú időn át gyűjtött adatok feldolgozásával képet kaptak a megfigyelt változások és a Nap 11 éves ciklusa közti összefüggésekről. (A Napon 11 évenként megfordul a mágneses tér polaritása, az északi és a déli mágneses pólus helyet cserél, ezzel a ciklussal függ össsze a napfoltok intenzitásának 11 éves váltakozása is.) A szonda által mért mágneses tér jellemzőit visszavetítették a Naphoz közeli térrészre. Azt tapasztalták, hogy a különböző polaritású tartományok (szektorok), valamint a különböző térerősségű tartományok a Nap forgásával periodikusan visszatérnek, de a forgási periódus lassúbb, mint az egyenlítői fotoszféráé. A szoknya lassabban forog, mint a viselője. Meghatározták a kétféle mágneses polaritású tartományt elválasztó hullámos áramlepel alakját. Az ellentétes mágneses polaritású északi és déli féltekét elválasztó semleges áramlemez nem esik egybe a Nap egyenlítői síkjával, hanem a napciklustól függő mértékben hullámos alakú. A felület alakja, a hullámosság mértéke nem egyezett meg a napkoronára vonatkozó modellszámítások jóslatával. Meglepetést keltett, hogy a helioszférikus mágneses tér erőssége a pólusok felé haladva, minden korábbi várakozással ellentétben, nem növekszik, ezért jelentős módosításra szorulnak a napkoronát leíró modellek. Megállapították, hogy az áramlepel a helioszférát két közel azonos térfogatú térre osztja fel. Az Ulysses mágneses terét mérő műszerek adataiból jelentős felfedezésre jutottak: a helioszféra mágneses tere nem függ a szélességtől. A mágneses méréseket elemezve fraktál struktúrákat mutattak ki a helioszférában. A megfigyeléseket a turbulencia jelenlétével magyarázták és számítógéppel szimulálták. Modellezték a mágneses erővonalak turbulencia következtében kialakuló keveredését, rámutattak a jelenség fontosságára a töltött részecskéknek az erővonalakra merőleges transzportjában. Megmutatták, hogy a váltakozó mágneses polaritású szektorok még a maximális napaktivitás idején is visszatérnek. A napszél a Nap legkülső rétegéből, a koronából lép ki. Régóta ismert, hogy kétféle “szél fúj”, egy gyors és egy lassú. A lassú szél az ekliptika síkjában, másodpercenként mintegy 400 kilométeres sebességgel terjed. A gyors szél (kb. 800 km/s) pedig a koronalyukakból ered, ezek alacsonyabb, mintegy egymillió kelvin hőmérsékletű területek. A várakozások szerint a gyors szél a Nap pólusai közelében lép fel, és más tulajdonságú, mint az egyebütt kilépő részecskeáramlás. A mágneses tér egyes tulajdonságainak a pólusok környékén való eltérő viselkedését (nagy amplitudójú hullámok megjelenését) már az 1980-as évek elején előre jelezték az RMKI egyik munkatársának modellszámításai. Ez az előrejelzés azon kevesek közé tartozik, melyeket az Ulysses mérései igazoltak. A Nap északi és déli sarka fölött a napkorona struktúrája mágnesesen nagyrészt nyitott, a nagy sebességű napszél ezekből a nyitott mágneses részekből ered. Az adatok szerint a napkorona a pólusoknál lényegesen hűvösebb, mint az egyenlítői vidékeken, és más a kilépő napszél összetétele is. A gyors szél általában gazdagabb héliumnál nehezebb elemekben és több nehezen ionizálható oxigént tartalmaz, mint a lassú szél. A szonda legjobb időfelbontású mágneses tér mérési adatainak feldolgozása során arra a meglepő eredményre jutottak, hogy a gyors napszélben a szakadási felületek ritkábbak, mint a lassú napszélben.

Az Ulysses szonda megfigyelései már egy teljes 11 éves napciklust lefednek. A szonda tanúja volt a Nap mágneses tere pólusváltásának, ami 2001 év közepén következett be, későbben mint ahogy a földi fotoszférikus megfigyelésekből következtették. Az Ulysses méréseket érdemes folytatni, mert ezzel megerősítést nyerhetnek, hogy a 11 éves napciklus különböző fázisaiban észlelt jelenségek újból visszatérnek-e, illetve más heliografikus szélességen milyen változásokat tapasztalhatunk. A szonda műszerei jól működnek, az Ulysses követése 2004 év végéig biztosított, és további kiterjesztés is szóba jöhet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Űrtudomány
Földmegfigyelés
Mikrogravitáció
Navigáció és távközlés