Tidlegare bilete av solen har alltid blitt tatt rundt solens ekvator, sidan jorda, dei andre planetane og alle driftsklare romfartøy orbiterer rundt solen innanfor eit flatt disk som kalles den ekliptiske planen. Ved å vippe sin bane ut av denne planen, avslører Solar Orbiter solen frå ein heilt ny vinkel.
Solar Orbiter zoomar inn på solens sørpol. Video: ESA
Videoen ovanfor samanliknar Solar Orbiters utsikt (i gult) med den frå jorda (grått) den 23. mars 2025. På det tidspunktet var Solar Orbiter venda mot solen frå ein vinkel på 17° under solens ekvator, noko som tillet å sjå direkte til solens sørpol. I åra som kjem vil romsonden vippe sin bane endå meir, så dei beste utsiktene er enno ikkje komne.
- I dag avslører vi menneskeslektens første bilete av solens pol, seier professor Carole Mundell, ESA sin direktør for vitenskap. - Solen er vår nærmaste stjerne, livgivar og potensiell forstyrrar av moderne rom- og bakkeenergianlegg, så det er avgjerande at vi forstår korleis den fungerer og lærer å forutsi dens atferd. Desse nye unike utsiktene frå Solar Orbiter-misjonen er starten på ei ny æra for solvitskap.
Alle auge på solens sørpol
Biletet ovanfor viser solens sørpol slik det vart registrert 16.–17. mars 2025, då Solar Orbiter var venda mot solen frå ein vinkel på 15° under solens ekvator. Dette var misjonens første høg-vinkel observasjon, nokre dagar før den nådde sitt noverande maksimum for synsvinkelen på 17°.
Bileta ovanfor er teke av tre av Solar Orbiters vitenskaplege instrument: det polarimetriske og heliosismiske bildesystemet (PHI), det ekstreme ultrafiolette bildesystemet (EUI) og det spektrale bildesystemet for den koronale omgivnaden (SPICE).
- Vi visste ikkje kva vi skulle forvente frå desse første observasjonene – solens poler er bokstaveleg tala terra incognita, seier professor Sami Solanki, som leier PHI-instrument-teamet frå Max Planck Institutt for solsystemforskning (MPS) i Tyskland.
Instrumenta observerer solen på ulike måtar. PHI tek bilete av solen i synleg lys (øverst til venstre) og kartlegg solens overflatemagnetfelt (øvre midt). EUI tek bilete av solen i ultrafiolett lys (øverst til høgre), noko som avdekker den million-gradar varme, ladde gassen i solens ytre atmosfære, koronå. SPICE-instrumentet (nederste rad) fangar lys som kjem frå ulike temperaturar av ladde gasser over solens overflate, og avdekker dermed ulike lag av solens atmosfære.
Ved å samanlikne og analysere dei komplementære observasjonene gjort av desse tre bildesystema, kan vi lære om korleis materiale rør seg i solens ytre lag. Dette kan avsløre uventa mønster, som polare virvlar (snurrande gass) liknande dei som er sett rundt polane til Venus og Saturn.
Disse banebrytande nye observasjonene er også avgjerande for å forstå solens magnetfelt og kvifor det snur omtrent kvart 11. år, samstundes med eit toppunkt i solaktiviteten. Noverande modellar og prediksjonar av den 11-årige solsyklusen er ikkje i stand til å forutsi nøyaktig når og kor kraftig solen vil nå si mest aktive tilstand.
Rotete magnetisme ved solmaksimum
Eit av dei første vitenskapelige funna frå Solar Orbiters polarobservasjoner er
oppdaginga av at solens magnetfelt ved sørpolen for tida er rotete. Mens ein normal magnet har ein klar nord- og sørpol, viser PHI-instrumentets målingar av magnetfeltet at både nord- og sørpolaritet eksisterer ved solens sørpol.
Dette skjer berre i kort tid under kvar solsyklus, ved solmaksimum, når solens magnetfelt snur og er på sitt mest aktive. Etter feltvendinga bør ein enskild polaritet sakte byggjast opp og ta over på solens poler. Om 5–6 år vil solen nå sitt neste solminimum, der magnetfeltet er på sitt mest ordna og solen viser sine lågaste aktivitetsnivå.
- Korleis denne oppbygginga skjer, er framleis ikkje heilt forstått, så Solar Orbiter har nådd høge latitudar på akkurat rätt tidspunkt for å følgje heile prosessen frå sitt unike og fordelaktige perspektiv, merktar Sami Solanki.
PHIs utsikt over heile solens magnetfelt set desse målingane i kontekst. Jo mørkare farge (raud/blå), jo sterkare er magnetfeltet langs synslinjen frå Solar Orbiter til solen.
Dei sterkaste magnetfelta ligg i to band på kvar si side av solens ekvator. Dei mørkerøde og mørkeblå områda uthevar aktive område, der magnetfeltet blir konsentrert i solflekker på solens overflate (fotosfæren).
Samtidig er både solens sør- og nordpol prikkete med raude og blå flekker. Dette demonstrerer at solens magnetfelt på småskala har ei kompleks og stadig skiftande struktur.
SPICE måler bevegelse for første gong
Eit anna interessant "første" for Solar Orbiter kjem frå SPICE-instrumentet. Som eit bildespektral instrument, måler SPICE lyset (spektrallinjer) sendt ut av spesifikke kjemiske element – blant anna hydrogen, karbon, oksygen, neon og magnesium – ved kjende temperaturar. I løpet av dei siste fem åra har SPICE brukt dette til å avsløre kva som skjer i ulike lag over solens overflate.
No har SPICE-teamet for første gong klart å bruke presis sporing av spektralliner for å måle kor raskt klumpar av solmaterie rører seg. Dette kalles ei "Doppler-måling", oppkalla etter det samme fenomenet som får sirener på forbipasserande ambulanser til å endre tonehøyde når dei passerer.
Den resulterande hastigheitskartet avslører korleis solmaterie rører seg innanfor eit spesifikt lag av solen. Nedenfor kan du direkte samanlikne plasseringa og rørsla til partiklar (karbonioner) i eit tynt lag kalla "overgangsområdet", der solens temperatur svekkes raskt frå 10 000 °C til hundretusenvis av grader. Det venstre biletet viser eit intensitetskart, som avdekker plasseringane til klumpar av karbonioner. Det høgre biletet viser eit hastigheitskart, der blå og raud indikerer kor raskt karbonionene beveger seg mot og bort frå Solar Orbiter-romsonden.
Doppler-målingar kan avgjerande vise kor fragmenter blir kasta ut frå solen i forma av solvind. Å avsløre kor solen produserer solvind er eitt av Solar Orbiters viktigaste vitenskaplege mål.
- Doppler-målingar av solvind som kjem frå solen frå tidligare romoppdrag har vore hindra av den skrå synsvinkelen på solens poler. Målingar frå høge latitudar, no mogleg med Solar Orbiter, vil bli eit revolusjon i solfysikk, seier SPICE-teamleiar Frédéric Auchère frå universitetet i Paris-Saclay (Frankrike).
Det beste kjem enno
Dette er berre dei første observasjonane gjort av Solar Orbiter frå sin nyvinklede bane, og mykje av dette første datasettet ventar framleis på ytterlegare analyse. Det fullstendige datasettet frå Solar Orbiters første helhetlege "pole-to-pole" flygning forbi solen er forventa å kome til jorda innan oktober 2025. Alle ti av Solar Orbiters vitenskaplege instrument vil samle usedvanleg data i åra som kjem.
- Dette er berre det første steget i Solar Orbiters 'stige til himmelen': dei komande åra vil romsonden klatre vidare ut av den ekliptiske planen for endå betre utsikter til solens polarområde. Desse dataene vil revolusjonere vår forståing av solens magnetfelt, solvinden og solaktivitet, bemerkar Daniel Müller, ESA sin prosjektforskar for Solar Orbiter.
Fakta om Solar Orbiter
Solar Orbiter er det mest komplekse vitenskapelige laboratoriet som nokon gong har studert vår livgivande stjerne, med bilete av solen frå nærare avstand enn noko romfartøy før, og er den første som ser på dens polare område.
I februar 2025 begynte Solar Orbiter offisielt den "høge latituden"-delen av si reise rundt solen ved å vippe banen sin til ein vinkel på 17° i forhold til solens ekvator. I motsetning til dette, orbiterer planetane og alle andre solobserverande romfartøy i den ekliptiske planen, vippa maksimalt 7° frå solens ekvator.
Det einaste unntaket er ESA/NASA Ulysses-misjonen (1990–2009), som flaug over solens poler, men ikkje hadde med seg nokon bildesystem. Solar Orbiters observasjonar vil supplere Ulysses ved å observere polane for første gong med teleskop, i tillegg til eit fullt sett av in-situ sensorar, samtidig som den flyg mykje nærmare solen. I tillegg vil Solar Orbiter overvake forandringar ved polane gjennom solsyklusen.
Solar Orbiter vil fortsette å orbite rundt solen ved denne vippevinkelen fram til 24. desember 2026, då neste flygning forbi Venus vil vippe bana til 24°. Frå 10. juni 2029 vil romsonden orbite solen i ein vinkel på 33°. (Oversikt over Solar Orbiters reise rundt solen.)
Solar Orbiter er ein romoppdrag av internasjonalt samarbeid mellom ESA og NASA, driftet av ESA. Solar Orbiters Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) instrument er leia av Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) i Tyskland. Det ekstreme ultrafiolette bildesystemet (EUI) er leia av Royal Observatory of Belgium (ROB). Det spektrale bildesystemet for den koronale omgivnaden (SPICE) er ein europeisk-ledd anleggsinstrument, leia av Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS) i Paris, Frankrike.
RoCS på oppdrag med ESA og NASA
Solar Orbiter er det mest komplekse vitenskapelege laboratoriet som nokon gong har vorte sende til sola. Den vart lansert 10. februar 2020 frå Cape Canaveral i Amerika.
RoCS - Rosseland Center for Solar Physics har vore ein del av oppdraget frå starten, og forskarane og ingeniørane deira spelar nøkkelroller på eit av fjernmålingsinstrumenta: SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment).