Reprezentarea unui artist de la Parker Solar Probe NASA care adună date despre soare.
(Imagine: © Laboratorul de fizică aplicată al Universității Johns Hopkins)
Soarele începe să renunțe la unele dintre secretele sale cele mai bine păzite.
Primele rezultate științifice sunt din NASA Sonda solară Parker (PSP), care a zburat mai repede și mai aproape de soare decât orice alt obiect creat de om din istorie.
Întoarcerile inițiale PSP, care sunt raportate în patru lucrări publicate astăzi (4 decembrie) în revista Nature, încep să ridice vălul pe steaua Pământului, care a rămas surprinzător de misterioasă, în ciuda faptului că a fost pentru totdeauna cea mai strălucitoare lumină din cerul nostru.
"Aceste patru lucrări arată că, intrând într-o regiune neexplorată a sistemului solar, PSP a făcut deja mari descoperiri", a scris Daniel Verscharen, cercetător la Laboratorul de Știință Spațială Mullard, de la University College London, într-un articol însoțitor. Vizionează „piesă în aceeași problemă a Naturii. Verscharen nu a fost implicat în niciunul dintre noile studii.
Sărutul soarelui
PSP a fost lansat în august 2018, cu o misiune de 1,5 miliarde de dolari pentru a ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine funcționarea interioară a soarelui.
Oamenii de știință ai misiunii sunt interesați în mod deosebit de soluționarea a două puzzle-uri de lungă durată: modul în care fluxul de particule care curge continuu de la soare, cunoscut sub numele de vânt solar, este accelerat până la viteze extraordinare; și de ce este atmosfera exterioară a soarelui, sau corona cu atât mai cald decât suprafața sa. (Temperatura coroanei poate atinge 2 milioane de grade Fahrenheit, sau 1,1 milioane de grade Celsius. Suprafața solară este temperată prin comparație, la 11.000 F sau 6.000 C.)
PSP abordează aceste întrebări, răspândindu-se cu desăvârșire corona în sine. O dată la cinci luni sau cam așa ceva, sonda se apropie de atmosfera năprasnică a soarelui, obținând o privire inedită în apropierea stelei noastre.
Aceste abordări mai apropiate, sau pasaje perihelion, au luat PSP în termen de 15 milioane de mile (24 de milioane de kilometri) de suprafața solară până în prezent. Înainte de această misiune, cea mai apropiată probă care a ajuns vreodată la soare a fost de 26,55 milioane de mile (42,73 milioane km) - un feat extras în 1976 de ambarcațiunea Helios 2, un efort comun al Statelor Unite și al fostei Germania de Vest.
Helios 2 a stabilit, de asemenea, recordul pentru cea mai rapidă viteză în raport cu soarele, la 246.960 km / h de 153.454 mph. Această marcă a fost spartă de către orbitorul Juno Jupiter de la NASA, care a ajuns la 265.000 km / h la 265.000 km / h în timpul sosirii sale la gigantul de gaze, în iulie 2016. Însă PSP este acum regele vitezei: în timpul primului perihelion al navei spațiale, în noiembrie. 6, 2018, puternica gravitație a soarelui a accelerat PSP până la viteza maxima de 213.243 mph (343.181 km / h).
Condițiile în corona sunt, desigur, extreme, astfel încât PSP este echipat cu o armură grea: un scut de carbon de 11,5 centimetri (11,4 centimetri) de carbon, care protejează ambarcațiunea și cele patru instrumente științifice de căldură intensă și radiații.
Aceste instrumente sunt Experimentul Fields (Fields), care măsoară câmpurile și undele electrice și magnetice, printre altele; Investigația științifică integrată a Soarelui (ISoIS), care caracterizează electronii, protonii și ionii grei care sunt accelerate la viteze mari în atmosfera soarelui și nu numai; Wager-Field Imager for Solar Probe (WISPR), un set de telescoape care imaginează corona și împrejurimile; și investigația Electronelor solare de vânt Alphas și protoni (SWEAP), care studiază componentele cele mai abundente din vântul solar (electroni, protoni și ioni de heliu).
Cele patru noi lucrări raportează ceea ce aceste instrumente au observat în primele două treceri ale PSP, care au avut loc în noiembrie 2018 și aprilie 2019.
Urmărirea vântului solar „lent” până la sursa sa
Unul dintre studii, de exemplu, a descoperit că Fields începe să aducă mărfurile pe "lenta" eoliană solară, o componentă a fluxului care nu depășește niciodată aproximativ 1,1 milioane mph (1,8 milioane km / h). „Lent” este un termen relativ aici; vântul solar „rapid” alunecă de-a lungul a aproximativ două ori mai mare decât viteza respectivă.
Oamenii de știință știau deja că vântul solar rapid provine din „găuri” coronale mari - petice în care atmosfera exterioară este considerabil mai rece și mai subțire decât normal - în apropierea stâlpilor soarelui. Și datele de la Fields sugerează că vântul lent provine și din găuri coronale, dar și de la cele mai mici din apropierea ecuatorului solar.
Câmpurile au observat, de asemenea, inversări surprinzătoare în câmpul magnetic solar care trece prin nava spațială: Câmpul uneori și-a aruncat orientarea la 180 de grade și apoi, în câteva secunde sau minute, a revenit din nou.
"Aceste schimbări sunt probabil asociate cu un fel de jeturi de plasmă", a declarat autorul principal al studiului și investigatorul principal al lui Fields Stuart Bale, profesor de fizică la Universitatea din California, Berkeley, într-un comunicat. "Sentimentul meu este că aceste schimbătoare sau avioane sunt centrale în problema încălzirii eoliene solare."
Date de la SWEAP, între timp, indică faptul că astfel de inversări sunt „călători în formă de S în liniile de câmp care vin de la soare”, așa cum a spus Verscharen și că flipurile sporesc viteza vântului solar.
Constatări ale ISoIS ajutați să descoperiți această imagine emergentă. Datele instrumentului arată că este nevoie de particule solare energetice mai mult decât se aștepta până acum pentru a ajunge la PSP, poate pentru că călătoresc pe linii de câmp surprinzător în formă de S.
ISoIS a detectat, de asemenea, mai multe explozii de particule care nu sunt suficient de dramatice pentru a fi observate de instrumentele de pe Pământ.
"Este uimitor - chiar și în condiții solare minime, soarele produce multe alte evenimente de particule energetice minuscule decât ne-am gândit vreodată", a declarat David McComas, de la Universitatea Princeton, investigatorul principal ISoIS și autorul principal al unuia dintre noile studii, a declarat într-un comunicat. (Activitatea solară ceru și se stinge pe un ciclu de 11 ani, iar steaua noastră este în prezent într-o fază relativ inactivă.)
„Aceste măsurători ne vor ajuta să desfacem sursele, accelerarea și transportul particulelor energetice solare și, în final, să protejăm mai bine sateliții și astronauții în viitor”, a adăugat McComas.
Și WISPR le oferă oamenilor de știință o imagine mai clară asupra soarelui, coronei și regiunii complexe, care se învârtesc imediat în jurul stelei noastre. Imaginile WISPR ajută la plasarea informațiilor colectate de celelalte instrumente într-un context adecvat și, de asemenea, oferă informații în sine.
De exemplu, al patrulea studiu nou rapoarte, fotografiile WISPR oferă unele dovezi pentru o zonă fără praf de lângă soare, care a fost postulată, dar încă nu a fost detectată direct. „Imaginile detaliate de la PSP arată, de asemenea, variații spațiale ale vântului solar, care sunt în concordanță cu variațiile câmpului magnetic al soarelui de pe suprafața sa și dezvăluie mici pete de plasmă care sunt exprimate de soare și fac parte din tânărul vânt solar, ", A scris Verscharen.
Ce-i mai bun are să vină
Răspunsul la soare-vânt este unul parțial în acest moment și încă nu se știe cât de exact se încălzește corona atât de dramatic (deși noile rezultate oferă câteva indicii interesante). Însă echipa PSP are destul timp pentru completarea semnalelor, căci aceste rezultate recent publicate sunt doar începutul. Nava spațială este proiectată pentru a continua studiul soarelui până în 2025, iar pasajele sale perihelion vor continua să fie din ce în ce mai aproape, datorită fluturilor de sculptură a traiectoriei Venus.
Orbita științifică finală a PSP, de exemplu, o va parcurge la doar 3,83 milioane mile (6,16 milioane km) de suprafața solară și va avea viteze maxime de aproximativ 490.000 km / h (690.000 km / h).
Iar aceste viitoare abordări apropiate vor deveni mai frecvente, deoarece drumul PSP în jurul soarelui se va micsora. Perioada orbitală a sondei este în prezent de aproximativ 150 de zile Pământ, dar va fi de 88 de zile până la sfârșitul misiunii.
Durata acestei misiuni va permite echipei PSP să studieze soarele în diferite etape ale ciclului său de activitate de 11 ani. Așadar, nava spațială care sărută soarele ar trebui să adune reams de date interesante, care îi mențin pe cercetători ocupați mult timp pentru a veni.
"Este de așteptat ca datele PSP să ne ghideze înțelegerea soarelui și a vântului solar pentru mulți ani", a scris Verscharen. „Noile modele și teorii vor fi motivate de descoperirile navei spațiale, iar această cunoaștere va fi transferabilă altor stele și plasme astrofizice din univers.”
- Iată cum arată Pământul când te îndrepți spre Soare
- Chest solar: Cât de bine știți Soarele nostru?
- Lansați fotografii! Sonda Parker de la NASA se declanșează pentru a atinge Soarele
Această poveste a fost actualizată la 2 p.m. EST va include o declarație a lui David McComas.
Cartea lui Mike Wall despre căutarea vieții extraterestre ",Acolo"(Grand Central Publishing, 2018; ilustrat de Karl Tate), este acum. Urmați-l pe Twitter @michaeldwall. Urmăriți-ne pe Twitter @Spacedotcom sau Facebook.
