Umjetnički prikaz NASA-ine solarne sonde Parker koji prikuplja podatke o suncu.
(Slika: © Laboratorij primijenjene fizike Sveučilišta Johns Hopkins)
Sunce počinje se odreći nekih svojih najčuvanijih tajni.
Prvi znanstveni rezultati nalaze se u NASA-inim rezultatima Solarna sonda Parker (PSP), koji je letio brže i bliže suncu nego bilo koji drugi objekt u povijesti čovjeka.
Početni PSP povratci, koji su izviješteni u četiri rada objavljena danas na mreži (4. prosinca) u časopisu Nature, počinju podizati veo na Zemljinoj zvijezdi, koji je ostao iznenađujuće misteriozan unatoč tome što je zauvijek bila najsjajnija svjetlost na našem nebu.
"Ova četiri rada pokazuju da je, ulaskom u neistraženo područje Sunčevog sustava, PSP već napravio velika otkrića", napisao je Daniel Verscharen, istraživač Mullard Laboratorija za svemirske znanosti na University College London, u popratnoj "Vijesti i Prikazi "dio u istom broju Nature. Verscharen nije bio uključen ni u jednu od novih studija.
Ljubljenje sunca
PSP pokrenut u kolovozu 2018. godine, na misiji od 1,5 milijardi dolara da pomogne istraživačima da bolje razumiju unutarnje djelovanje sunca.
Znanstvenici iz Misije posebno su zainteresirani za rješavanje dvije dugogodišnje zagonetke: kako se tok čestica koji neprekidno struji iz sunca, poznat kao sunčev vjetar, ubrzava do ogromnih brzina; i zašto je sunčeva vanjska atmosfera, odnosno korona toliko toplije od njegove površine, (Temperatura u Coroni može premašiti 2 milijuna stupnjeva Farenheita, ili 1,1 milijun Celzijevih stupnjeva. Sunčeva površina je umjereno umjerena, za usporedbu, 11.000 F ili 6.000 C.)
PSP rješava ova pitanja bahato upadajući u njih korona sebe. Jednom svakih pet mjeseci ili sonda, sonda zumira kroz sjajnu atmosferu sunca, dobivajući nepregledan pogled izbliza na našu zvijezdu.
Ovi najbliži pristupi, ili prolazi periheliona, do danas su uzeli PSP unutar 15 milijuna milja (24 milijuna kilometara) od površine Sunca. Prije ove misije, najbliža sonda koja je ikada izašla na sunce bila je 26,55 milijuna milja (42,73 milijuna km) - podvig koji je 1976. izveo brod Helios 2, zajedničkim naporima SAD-a i bivše Zapadne Njemačke.
Helios 2 je također postavio rekord po najbržoj brzini u odnosu na sunce, pri 153.454 mph (246.960 km / h). Ovu marku slomio je NASA-in orbiter Juno Jupiter, koji je dostigao 165.000 mph (265.000 km / h) tijekom svog dolaska na plinski gigant u srpnju 2016. Ali PSP je sada kralj brzine: Tijekom prvog prolaska periheliona svemirske letjelice, novembra. 6, 2018., sunčeva snažna gravitacija ubrzala je PSP na a maksimalna brzina od 213 243 mph (343.181 km / h).
Uvjeti u koroni su, naravno, ekstremni, pa je PSP opremljen nekim velikim oklopom: 4,5-inčnim (11,4 centimetara) karbonski kompozitnim štitom, koji štiti brod i njegova četiri znanstvena instrumenta od jake vrućine i radijacija.
Ti instrumenti su eksperiment polja (polja), koji između ostalog mjeri električna i magnetska polja i valove; integrirano znanstveno istraživanje sunca (ISoIS), koje karakterizira elektrone, protone i teške ione koji se ubrzavaju do velikih brzina u sunčevoj atmosferi i izvan nje; Imater širokog polja za solarnu sondu (WISPR), skup teleskopa koji slikaju koronu i okolinu; i istraživanje solarnih elektrona alfa i protona solarnog vjetra (SWEAP), koji proučava najobičnije sastojke u solarni vjetar (elektroni, protoni i ioni helija).
Četiri nova rada izvještavaju o tome što su ovi instrumenti promatrali tijekom prva dva prolaza perihelija PSP-a, koji su se dogodili u studenom 2018. i travnju 2019. godine.
Traženje „sporog“ sunčevog vjetra do njegovog izvora
Jedna od studija, na primjer, otkrili su da Fields počinje dobivati robu na "sporom" sunčevom vjetru, komponenti potoka koja nikada ne prelazi oko 1,1 milijuna km / h (1,8 milijuna km / h). "Sporo" je ovdje relativan pojam; "brzi" solarni vjetar steže se približno dvostruko većom brzinom.
Znanstvenici su već znali da brzi solarni vjetar potječe iz velikih koronalnih "rupa" - mrlja u kojima je vanjska atmosfera znatno hladnija i tanja od uobičajene - u blizini sunčevih stupova. A podaci iz Polja sugeriraju da spor vjetar dolazi i iz koronalnih rupa, ali i iz manjih u blizini solarnog ekvatora.
Polja su također primijetila iznenađujuće preokrete u solarnom magnetskom polju koje prolazi kroz svemirsku letjelicu: Polje je ponekad okrenulo orijentaciju za 180 stupnjeva, a zatim se u roku od nekoliko minuta ili minuta ponovo vratilo.
"Ti su prekidi vjerojatno povezani s nekakvim mlazovima plazme", rekao je u izjavi glavni autor studije i glavni istraživač Fields-a Stuart Bale, profesor fizike na Kalifornijskom sveučilištu, Berkeley. "Moj je vlastiti osjećaj da su ovi prekidači, ili mlazovi, središnji problem za zagrijavanje solarnog vjetra."
Podaci iz SWEAP-au međuvremenu ukazuju na to da su takvi preokreti "putujući zavoji u obliku slova S u poljskim linijama koje dolaze od sunca", kako je Verscharen rekao, i da zaboji povećavaju brzinu solarnog vjetra.
Nalazi iz ISoIS-a pomozite mesu iz ove slike u nastajanju. Podaci instrumenta pokazuju da su za postizanje PSP-a potrebne energetske čestice sunca duže nego što se prethodno očekivalo, možda zato što se kreću iznenađujuće poljskim linijama u obliku slova S.
ISoIS je također otkrio višestruke eksplozije čestica koje nisu dovoljno dramatične da bi ih primijetili instrumenti ovdje na Zemlji.
"Nevjerojatno je - čak i u minimalnim solarnim uvjetima, sunce proizvodi mnogo više sitnih energetskih događaja u česticama nego što smo ikad mislili", izjavio je u izjavi David McComas sa Sveučilišta Princeton, glavni istraživač ISoIS-a i vodeći autor jedne od novih studija. (Solarna aktivnost opada i nestaje tokom 11-godišnjeg ciklusa, a naša zvijezda trenutno je u relativno neaktivnoj fazi.)
"Ova će nam mjerenja pomoći u otkrivanju izvora, ubrzanja i transporta čestica solarne energije i u konačnici bolje zaštititi satelite i astronaute u budućnosti", dodao je McComas.
A WISPR daje znanstvenicima jasniju sliku sunca, korone i složenog, zaokretnog područja koje okružuje našu zvijezdu. Slike WISPR-a pomažu da se informacije prikupljene drugim instrumentima stave u odgovarajući kontekst, a također omogućuju uvid u njihov vlastiti pravo.
Na primjer, the četvrto novo istraživanje izvješća, fotografije WISPR-a pružaju neke dokaze za zonu bez prašine u blizini sunca, koja je postavljena, ali još nije izravno otkrivena. "Detaljne slike iz PSP-a također pokazuju prostorne varijacije sunčevog vjetra koje su u skladu s varijantama sunčevog magnetskog polja na njegovoj površini i otkrivaju male mrlje plazme koje se izbacuju iz sunca i čine dio mladog solarnog vjetra, "Napisao je Verscharen.
Najbolje tek dolazi
Odgovor sunčevog vjetra trenutno je djelomičan i još uvijek nije jasno koliko se točno korona zagrijava tako dramatično (iako novi rezultati daju neke intrigantne tragove). No, PSP tim ima dovoljno vremena za popunjavanje praznina, jer su ovi novoobjavljeni rezultati tek početak. Svemirska letjelica dizajnirana je za nastavak proučavanja sunca do 2025. godine, a njegovi će se perihelijski prolazi nastaviti sve bliže i bliže zahvaljujući letačkim skicama leta Venera.
Primjerice, PSP-ova će posljednja znanstvena orbita zauzeti unutar samo 3,83 milijuna milja (6,16 milijuna km) od solarne površine i odlikuje maksimalne brzine od oko 430 000 km / h (690 000 km / h).
A ovi budući bliski pristupi postat će sve učestaliji jer će se PSP-ov put oko sunca smanjiti. Orbitalno razdoblje sonde trenutno je oko 150 zemeljskih dana, ali do kraja misije bit će 88 dana.
Dužina te misije omogućit će PSP timu da istražuje sunce u različitim fazama njegovog 11-godišnjeg ciklusa aktivnosti. Dakle, svemirska letjelica koja se ljubi na suncu trebala bi prikupljati niz zanimljivih podataka koji istražuju zaposlenike još dugo.
"Očekuje se da će PSP podaci voditi naše razumijevanje sunca i solarnog vjetra dugi niz godina", napisao je Verscharen. "Novi će modeli i teorije biti motivirani otkrićima svemirske letjelice i ta će znanja biti prenosiva na druge zvijezde i astrofizičke plazme u svemiru."
- Evo kako izgleda Zemlja kada krećete prema Suncu
- Solarni kviz: Koliko dobro poznajete naše sunce?
- Pokrenite fotografije! Nasina solarna sonda Parker otpuhuje kako bi dodirnula Sunce
Ova je priča ažurirana u 14:00. EST uključuje izjavu Davida McComasa.
Knjiga Mikea Wall-a o potrazi za vanzemaljskim životom, "Tamo vani"(Grand Central Publishing, 2018 .; ilustrirao Karl Tate), je vani. Pratite ga na Twitteru @michaeldwall, Pratite nas na Twitteru @Spacedotcom ili Facebook.
