De laatste beelden van de Solar Orbiter tonen de volle zon in ongekend detail. Ze zijn genomen op 7 maart 2022, toen het ruimtevaartuig precies tussen de aarde en de zon in vloog. Een van de beelden, gemaakt door de Extreme Ultraviolet Imager (EUI), is het beeld met de hoogste resolutie van de volledige zonneschijf en de buitenste atmosfeer, de corona, die ooit zijn gemaakt. Een andere foto, gemaakt door het Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE) instrument, is de eerste foto van de volle zon in zijn soort in 50 jaar, en verreweg de beste, gemaakt op de Lyman-beta golflengte van ultraviolet licht dat wordt uitgezonden door waterstofgas.
De beelden zijn gemaakt toen Solar Orbiter zich op een afstand van ongeveer 75 miljoen kilometer bevond, halverwege tussen onze wereld en de moederster. De hoge-resolutietelescoop van het EUI maakt foto's met zo'n hoge ruimtelijke resolutie dat op die korte afstand een mozaïek van 25 afzonderlijke beelden nodig is om de hele zon te bestrijken. Het volledige beeld is na elkaar genomen over een periode van meer dan vier uur, omdat elke tegel ongeveer 10 minuten in beslag neemt, inclusief de tijd die het ruimtevaartuig nodig heeft om van het ene segment naar het volgende te gaan. In totaal bevat het uiteindelijke beeld meer dan 83 miljoen pixels in een raster van 9148 x 9112 pixels. Ter vergelijking: deze afbeelding heeft een resolutie die tien keer beter is dan wat een 4K tv-scherm kan weergeven.
EUI maakt beelden van de zon bij een golflengte van 17 nanometer, in het extreem ultraviolette gebied van het elektromagnetische spectrum. Dit laat de bovenste atmosfeer van de zon zien, de corona, die een temperatuur heeft van ongeveer een miljoen graden Celsius. Op 2 uur (bij het beeld van de aarde voor de schaal) en op 8 uur aan de rand van de zon zijn donkere protuberansen te zien die van het oppervlak af steken. Deze protuberansen kunnen uitbarsten, waardoor enorme hoeveelheden coronaal gas de ruimte in worden geslingerd en er "ruimteweer"-stormen ontstaan.
Naast EUI registreerde ook het SPICE-instrument gegevens tijdens de oversteek. Ook deze gegevens moesten in een mozaïek worden samengevoegd. SPICE is ontworpen om de lagen in de atmosfeer van de zon te traceren, van de corona tot een laag die bekend staat als de chromosfeer en die dichter bij het oppervlak komt. Het instrument doet dit door te kijken naar de verschillende golflengten van extreem ultraviolet licht dat afkomstig is van verschillende atomen.
In de beeldenreeks van SPICE komt paars overeen met waterstofgas bij een temperatuur van 10 000°C, blauw met koolstof bij 32 000°C, groen met zuurstof bij 320 000°C en geel met neon bij 630 000°C. Hierdoor kunnen zonnefysici de buitengewoon krachtige uitbarstingen die in de corona plaatsvinden, volgen tot in de onderste lagen van de atmosfeer. Het zal hen ook in staat stellen een van de meest raadselachtige waarnemingen over de zon te bestuderen: hoe de temperatuur stijgt door de opstijgende atmosferische lagen.
Foto: ESA & NASA/Solar Orbiter/SPICE team; Data processing: G. Pelouze (IAS)
Gewoonlijk daalt de temperatuur naarmate je je van een heet voorwerp verwijdert. Maar boven de zon bereikt de corona een miljoen graden Celsius, terwijl het oppervlak slechts ongeveer 5000°C is. Het onderzoeken van dit mysterie is een van de belangrijkste wetenschappelijke doelstellingen van de Solar Orbiter. De beelden zijn gemaakt op 7 maart, precies op het moment dat de Solar Orbiter de zon-aarde lijn kruiste, zodat de beelden kunnen worden vergeleken met zonne-instrumenten die aan de aarde zijn gebonden en kruiselings kunnen worden gekalibreerd. Dit zal het in de toekomst gemakkelijker maken om de resultaten van verschillende instrumenten en observatoria te vergelijken. Op 26 maart bereikt de Solar Orbiter een nieuwe mijlpaal in zijn missie: zijn eerste perihelium. Het ruimtevaartuig bevindt zich nu in de baan van Mercurius, de binnenste planeet, en maakt beelden met de hoogste resolutie van de zon die het kan maken. Het registreert ook gegevens over de zonnewind van deeltjes die van de zon naar buiten stromen.
En dit is nog maar het begin, in de komende jaren zal het ruimtevaartuig herhaaldelijk zo dicht bij de zon vliegen. Het zal ook geleidelijk zijn oriëntatie verhogen om de voorheen niet waargenomen poolgebieden van de zon te kunnen bekijken. Solar Orbiter is een ruimtemissie van internationale samenwerking tussen ESA en NASA.
Bron: ESA
