NASA объявило об официальном
прекращении миссии орбитального аппарата SORCE, который в течение 17 лет изучал Солнце. Запущенный 25 января 2003 года инструмент установил новый стандарт светимости звезды и был выключен 25
февраля 2020 года. Более чем 40-летние непрерывные наблюдения полной светимости
Солнца продолжат размещенный в 2017 году на Международной космической станции
приемник TSIS-1, а также TSIS-2, который будет запущен как самостоятельный
космический аппарат в 2023 году, сообщается на сайте агентства.
Солнце — это основной источник энергии на Земле, оно
обеспечивает возможность круговорота многих веществ и создает подходящие для
жизни условия обитания. Ключевой энергетической характеристикой Солнца является
полная светимость (total solar irradiance, TSI) — суммарная по всем длинам волн мощность излучения звезды на
единицу площади поверхности на уровне верхней атмосферы Земли. Эта величина во
многом определяет климат, температуру, химических реакции в атмосфере и многие
другие процессы на планете.
Детальное исследование TSI позволяет ответить на два важных для науки вопроса: насколько
постоянна полная светимость Солнца и существует ли тенденция к ее изменению на
масштабе веков. Первая задача связана с вкладом светила в изменение климата на планете,
так как вариативность на масштабе десятилетий светимости может быть частично за
это ответственно. Также ученые на протяжении последних десятилетий не могут
прийти к окончательному выводу о наличии и направлении долговременного тренда
мощности излучения Солнца. Ясность в этой ситуации поможет создавать намного
более надежные модели будущего Солнечной системы и климата на Земле, в
частности.
Один из созданных для изучения светимости Солнца аппаратов называется SORCE — SOlar Radiation and Climate Experiment, эксперимент по солнечному
излучению и климату. Он измерял как полную светимость звезды (TSI), так и спектральную (spectral solar
irradiance, SSI), то есть в конкретном диапазоне длин волн. На TSI оказывают небольшое, но
измеряемое влияние наличие пятен и факелов на видимом полушарии Солнца. В целом
светимость Солнца меняется мало, но в отдельных спектральных диапазонах может
испытывать значительные вариации. Например, ультрафиолетовая и рентгеновская
светимость многократно возрастают во время вспышек на звезде.
Завершивший миссию в феврале SORCE внес заметный вклад в оба
метода исследования Солнца. В плане общей светимости SORCE был десятикратно
точнее предыдущих инструментов, а по его результатам Солнце оказалось слегка
менее ярким — средняя мощность излучения составила на 4,6 ватта на квадратный
метр меньше. В плане спектральной светимости SORCE был первым аппаратом,
которым провел долговременные и непрерывные измерения в диапазоне от 1 до 2400
нанометров.
Долгое время стандартным значением полной светимости Солнца
считалось 1365,4 Вт/м2. Однако в 2011 году данных SORCE хватило для определения
нового значения на уровне 1360,8 Вт/м2, то есть примерно на треть процента
меньше. Несмотря на относительно небольшую разницу, она во много раз
превосходила ошибки даже старых измерений и привела к длительной дискуссии о
истинной величине. Разработка дополнительных методов калибровки подтвердила
правоту SORCE и ошибочность всех предыдущих измерений, которые оказались
систематически завышенными.
Изначально SORCE был рассчитан на работу в течение пяти лет, но 17-летний
срок службы позволил ему детально измерить два минимума солнечной активности,
которых происходят раз в 11-летний цикл. Аккумуляторы аппарата начали
разрушаться спустя восемь лет работы, что ограничило возможности бортовых
инструментов. Инженеры приняли решение перейти только на работу в течение дня и
выключать измерительную аппаратуру, когда спутник находится в тени Земли.
Следующий запланированный американский аппарат Glory был
потерян при запуске в 2011 году. Успешно приступил к наблюдениям Солнца TCTE лишь
в 2013 году. Если бы SORCE окончательно вышел из строя раньше, то непрерывный ряд исследований
светимости звезды мог быть нарушен. Сегодня светило также изучает приемник TSIS-1
на борту МКС, который подобно SORCE
измеряет полную и спектральную светимость, но с еще более высокой точностью. В
2023 году в космос на собственном спутнике отправится TSIS-1, оснащенный таким
же набором инструментов.
Ранее нейросеть помогла определить магнитное поле на дальней стороне Солнца, на Солнце впервые увидели вынужденное магнитное пересоединение и было получено самое детальное изображение фотосферы звезды.
