Bara några månader efter lanseringen, ESA:s Solar Orbiter har tagit bilder av solen från ett tidigare ouppnåeligt avstånd. Bland annat, dessa bilder avslöjar strukturer i solens atmosfär som möjligen skulle kunna tolkas som så kallade nanoflares, mycket små strålningskurar. Bilderna från de sex fjärranalysinstrument som publicerades idag togs dagarna före och efter den 15 juni, när rymdfarkosten nådde den punkt som är närmast solen i sin nuvarande bana. Endast 77 miljoner kilometer skilde sonden från vår stjärna. Även om denna tidiga uppdragsfas främst är inriktad på att ta i bruk instrumenten, uppgifterna ger redan imponerande bevis på Solar Orbiters unika heltäckande syn på solen – från magnetfälten vid ytan till partiklarna som strömmar ut i rymden. Max Planck-institutet för solsystemforskning (MPS) i Tyskland är en viktig partner till uppdraget och är väsentligt involverat i fyra av instrumenten.

Ett av dessa instrument är Extreme Ultraviolet Imager (EUI), till vilket MPS har bidragit med ett av tre teleskop. Instrumentet tittar in i olika lager av koronan, den heta, solens yttre atmosfär, som i första hand avger ultraviolett ljus. Eftersom ultraviolett ljus till stor del absorberas i jordens atmosfär, den är inte tillgänglig ens för de mest kraftfulla och största solteleskopen på jorden. Därför, EUI erbjuder redan den skarpaste bilden av denna solregion.

I särskilt kortvågigt ultraviolett ljus, EUI-bilder visar små, ljuspunkter, knappt mer än 700 kilometer i diameter. Forskare tror att det är möjligt att dessa är så kallade nanoflares, mycket mindre versioner av vår stjärnas enorma strålningsskurar, som sträcker sig långt ut i rymden och kan påverka även på jorden. "På bilder tagna av andra rymdsonder har vi sett de större av dessa nanoflares tidigare", MPS-forskaren Dr. Udo Schühle, EUI medansvarig utredare, förklarar. Dock, forskare är nu förvånade över hur ofta detta fenomen verkar förekomma. "Tydligen, koronan är full av så små bloss, säger Schühle.

Av just denna anledning, nanoflares kan ge en förklaring till de mystiskt höga temperaturerna i korona. Vid en miljon grader, de är 200 gånger högre än de i fotosfären nedan. För att förstå vad som orsakar nanoflares och hur de förser corona med energi, det är nödvändigt att titta in i djupare lager. Spår av de ljusa fläckarna kan också hittas i EUI-bilder av den nedre koronan. Denna region är avbildad av ett av EUI:s högupplösta teleskop, som utvecklades och byggdes på MPS.

Men hur uppstår dessa fenomen? Vilka processer på solens yta är ansvariga? Och vilken roll spelar vår stjärnas magnetfält? Att besvara sådana frågor är styrkan hos Solar Orbiter. Sex bildinstrument med totalt tio teleskop tittar in i olika lager av solen, från den synliga ytan, genom fotosfären och corona, till övergångsområdet mellan solatmosfären och den inre heliosfären. Ytterligare fyra instrument, de så kallade in-situ instrumenten, mäta solvinden vid platsen för rymdfarkosten. Mer än något annat uppdrag tidigare, Solar Orbiter kan korrelera alla dessa regioner och fenomen med varandra, vilket ger en unik heltäckande bild av solen som helhet.

Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) utvecklad och byggd vid MPS tittar ner på solens yta. "De magnetiska strukturerna på solens yta som avslöjas av PHI är drivkraften bakom alla processer som observeras av Solar Orbiter i de yttre sollagren, " säger MPS-direktör Prof. Dr. Sami K. Solanki, PHI:s huvudutredare. Från styrkan och riktningen av magnetfälten på solytan, forskarna kan beräkna hur magnetfälten fortsätter in i solens yttre lager. Första beräkningar av detta slag finns redan tillgängliga och kan hjälpa till att förklara de observerade processerna i fotosfären och korona.

PHI-bilder visar också ett aktivt område på solens yta. Sådana nära angränsande områden med motsatt magnetisk polarisation är ofta utgångspunkten för solfläckar. Till skillnad från de flesta solsonder i rymden som tittar på solen från en plats nära jorden, Solar Orbiter hade redan vid den tiden ett helt nytt perspektiv. Cirka 70 grader skilde sonden från siktlinjen mellan solen och jorden. "Från jorden, denna aktiva region var inte synlig, säger Solanki.

Trots dessa första resultat och framgångar, de aktuella bilderna är ännu inte en del av Solar Orbiters vetenskapliga mätkampanj. För fjärravkänningsinstrument, detta börjar inte förrän 2022 på mycket kortare avstånd från solen. "Under de senaste veckorna, huvudfokus har varit att testa hur våra instrument beter sig under verkliga rymdförhållanden, " förklarar Dr Johann Hirzberger, Operationsforskare PHI. Förutom PHI och EUI, de andra två instrumenten med MPS-deltagande har också visat sitt värde. Spectral Imager of the Coronal Environment (SPICE) och Coronagraph Metis tittar också in i det heta, solens yttre skal och ge ytterligare pusselbitar till helhetsbilden.

"SPICE skannar koronan bit för bit och bryter ner det fångade ultravioletta ljuset till dess individuella våglängder, " förklarar MPS-forskaren prof. Dr. Hardi Peter, SPICE:s huvudutredare. Detta gör det möjligt att dra slutsatser om överflöd av vissa element i korona. Dessa undersökningar, för, visa styrkan hos Solar Orbiter. In-situ instrumentet Solar Wind Analyzer (SWA) analyserar frekvensen av samma element i solvinden. "Detta gör det möjligt för oss att förstå vad som händer med partiklarna på väg från koronan ut i rymden, säger Peter.

Koronagrafen Metis gör övergångsregionen mellan korona och inre heliosfär synlig. I motsats till andra koronagrafier i rymden, instrumentet genererar motsvarande bilder inom några minuter och kan därmed också avslöja dynamiska processer. "Vår rumsliga upplösning överstiger redan den för andra koronagrafer i rymden, " säger MPS-forskaren Dr. Luca Teriaca, Metis Co-Rektorsutredare.

Alla instrument bevittnar just nu en mycket tyst sol. Först under de närmaste åren, när vår stjärna har passerat sitt nuvarande minimum av aktivitet, förväntas det bli mer dynamiskt igen. Solar Orbiters fjärravkänningsinstrument börjar sedan sin vetenskapliga kampanj – och kommer då att ha en unik vy av solfyrverkeriet.