Teleskopy ESO wykorzystywane są do poszukiwania delikatnych oznak pól magnetycznych innych gwiazd
a nawet do tworzenia map plam na powierzchni tych gwiazd.
Te informacje pozwalają nam zrozumieć jak i dlaczego tak wiele gwiazd, włącznie z naszym Słońcem, ma pole magnetyczne,
i jakie są jego implikacje dla życia na Ziemi i we Wszechświecie.
Witaj w ESOcast! Najnowocześniejsza nauka oraz życie za kulisami ESO - Europejskiego Obserwatorium Południowego.
Ponad czterysta lat temu Galileo Galilei stał się jednym z pierwszych astronomów,
którzy zauważyli ciemne niedoskonałości powierzchni Słońca znane teraz jako plamy słoneczne.
Czego Galileo nie wiedział w tym czasie to fakt, że owe ciemne plamy stanowiły dowód magnetyczności Słońca.
Plamy słoneczne wydają się ciemne, ponieważ w tych regionach silne pole magnetyczne
ogranicza transport ciepła na powierzchnię.
Wskutek tego procesu miejsca te są chłodniejsze — a tym samym wydają się ciemniejsze —
niż otaczające je jasna powierzchnia Słońca.
W miarę jak plamy słoneczne powiększają się, pole magnetyczne staje się silniejsze i bardziej złożone,
oraz bardziej splątane.
Aż w końcu, pole magnetyczne z niektórych plam słonecznych urywa się
i w jednej chwili energia w nim zmagazynowana uwalnia się we wspaniałym i gwałtownym wybuchu.
W postaci flar słonecznych oraz burz słonecznych, energia ta mknie przez przestrzeń kosmiczną.
Ta energia w postaci strumienia naładowanych cząstek kieruje się też w stronę Ziemi,
lecz jest w większości odpychana przez pole magnetyczne naszej planety.
Niektóre naładowane cząstki pokonują tę przeszkodę i tworzą piękne zorze polarne
w rejonach północnego i południowego bieguna polarnego.
Ale to piękno może oznaczać również niebezpieczeństwo.
Burze słoneczne, jeśli są wystarczająco silne, mogą wywołać burze geomagnetyczne na Ziemi,
które mogą zniszczyć satelity, zakłócić komunikację ruchu lotniczego, a nawet uszkodzić sieci elektroenergetyczne.
W erze technologii to zagrożenie jest wystarczającym powodem, aby badać magnetyzm Słońca.
Pole magnetyczne Słońca nie jest niczym wyjątkowym.
Większość gwiazd w naszej galaktyce posiada pole magnetyczne rozwinięte do jakiegoś stopnia.
Chociaż nie do końca rozumiemy, jakie procesy powodują powstanie pola magnetycznego naszej własnej gwiazdy,
spodziewamy się, że inne gwiazdy podobne do Słońca, mają też podobne własności.
Jednakże, procesy wywołujące pola magnetyczne w niektórych typach odległych gwiazd
takich jak te dużo gorętsze i bardziej masywne od Słońca — mogą się bardzo różnić.
Wiadomo jednak, że flary słoneczne i burze słoneczne mogą mieć zasadniczy wpływ na życie na Ziemi.
Zmierzenie magnetycznych właściwości gwiazdy może pomóc astronomom ocenić,
czy orbitująca ją planeta jest zdatna do życia.
Pole magnetyczne gwiazdy może być mierzone dzięki tak zwanemu efektowi Zeemana.
Pierwiastki chemiczne wytwarzają wąskie linie absorpcyjne w widmie gwiazdy.
W obecności pola magnetycznego, wszystkie linie potrajają się (lub tworzą nawet liczniejsze kombinacje).
To rozszczepienie może być mierzone i użyte przez astronomów do wyznaczenia siły pola magnetycznego.
Ale efekt Zeemana powoduje dodatkowy efekt — światło gwiazdy staje się spolaryzowane.
Ten spolaryzowany sygnał jest dla astronomów ważną wskazówką,
oznaczającą obecność pola magnetycznego gwiazdy.
Teleskopy i instrumenty należące do ESO — takie jak FORS na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) —
są przystosowane do wykrywania polaryzacji.
To potężne narzędzia do pomiaru gwiezdnych pól magnetycznych.
Jednym z tych instrumentów jest HARPS — wysokiej precyzji instrument do wyznaczania prędkości radialnych i poszukiwania planet.
Znajduje się w obserwatorium ESO w La Silla, w Chile.
HARPS bardzo dokładnie mierzy przesunięcia linii widmowych gwiazd na skutek efektu Dopplera
i szuka subtelnych przesunięć charakterystycznych dla egzoplanet.
Ale HARPS może także mierzyć polaryzację linii widmowych, by wykryć gwiezdne pola magnetyczne.
W przypadku niektórych gwiazd, ten spektrograf może mierzyć tysiące linii widmowych jednocześnie,
umożliwiając wykrycie nawet najsłabszych przejawów pola magnetycznego.
Wykonując obserwacje jednej gwiazdy kilkukrotnie w trakcie jej obrotu
naukowcy mogą wykorzystać pomiary polaryzacji do sporządzenia
map powiązanych z magnetyzmem gwiezdnych plam na odległych gwiazdach.
Takie mapy pozostają niemożliwe do wykonania bezpośrednio z użyciem wielkich teleskopów,
ponieważ niemal wszystkie gwiazdy są tak daleko, że wyglądają jedynie jak świetliste punkty.
Ale dzięki ogromnej ilości informacji zawartej w spolaryzowanych sygnałach
możemy dowiedzieć się bardzo dużo o gwiezdnych polach magnetycznych;
odkrywając cenne informacje, które w przeciwnym wypadku pozostałyby ukryte.
Astronomowie odkryli, że większość gwiazd jest magnetyczna, ale w bardzo różnorodny sposób.
A więc różne procesy muszą być zaangażowane w powstawanie i podtrzymywanie tych pól magnetycznych.
Wiemy już, że te pola magnetyczne mają z kolei duży wpływ na to, jak gwiazdy zachowują się przez całe życie.
Odgrywają ważną rolę w złożonych procesach formowania się gwiazd.
A przy końcu gwiazdowego życia są kluczowe do wyjaśnienia
dziwacznych zachowań rozbłysków gamma, pulsarów i — najbardziej ekstremalnych ze wszystkich — magnetarów.
Astronomowie teraz z zapałem studiują gwiezdne pola magnetyczne,
by ocenić ich wpływ na zdatność do życia skalistych planet wokół tych gwiazd.
Pole magnetyczne gwiazdy może ogromnie wpłynąć na ilość promieniowania, które dociera do powierzchni planety.
Intensywne flary gwiazdowe wytwarzają promieniowanie ultrafioletowe, które jest niebezpieczne
dla większości form życia: zarówno tych prymitywnych jak i zaawansowanych.
Magnetyzm wywiera wpływ na wszystko we Wszechświecie,
od powierzchni Ziemi aż do najodleglejszych wybuchającyh gwiazd.
Pomiary polaryzacji pomagają astronomom zrozumieć
własności pola magnetycznego naszej własnej gwiazdy oraz wszystkich innych gwiazd we Wszechświecie.
Transkrypcja ESO; tłumaczenie —