В 2018 году НАСА запустило зонд Parker Solar Probe с беспрецедентной миссией по изучению Солнца вблизи. Миссия была определена с тремя ключевыми научными целями:
Проследить поток энергии, который нагревает внешнюю атмосферу Солнца.
Пролить свет на источники солнечного ветра — постоянного потока солнечного вещества, выходящего из Солнца.
Изучить, как переносятся и ускоряются солнечные энергетические частицы, которые могут проделать путь в 150 миллионов километров до Земли менее чем за час.
Сейчас, спустя четыре года после запуска, миссия продвинулась в достижении этих и других ключевых целей. Продолжая свою миссию, Parker Solar Probe продолжает бить рекорды и проводить первые в своем роде измерения Солнца.
Вот необходимые факты об исторической миссии НАСА по исследованию Солнца.
1. Солнечный зонд Parker стал первой миссией НАСА, названной в честь живого человека
В честь Юджина Паркера, выдающегося физика, который первым предсказал солнечный ветер. НАСА объявило в мае 2017 года, что переименует миссию Solar Probe Plus в Parker Solar Probe. Паркер лично наблюдал за запуском космического аппарата и открытиями, сделанными за несколько лет работы миссии. Он скончался 15 марта 2022 года в возрасте 94 лет.
2. Космический аппарат несет в себе революционные технологии
Миссия была задумана в 1958 году, но потребовалось 60 лет, чтобы разработать технологию для ее осуществления. Спроектированный и построенный в Лаборатории прикладной физики имени Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд, Parker Solar Probe оснащен теплозащитным экраном, автономными бортовыми «помощниками», позволяющими держать космический аппарат направленным на Солнце, и эффективной системой охлаждения.
3. Это неоднократный рекордсмен
Всего через несколько месяцев после запуска Parker Solar Probe стал самым близким к Солнцу объектом, созданным человеком, пройдя на расстоянии 42,72 миллиона километров от его поверхности, и самым быстрым объектом, созданным человеком, достигнув скорости 247000 километров в час. С тех пор он неоднократно бил оба этих рекорда, а в 2024 году, когда он пролетит на расстоянии 6,2 миллиона километров от поверхности Солнца, его максимальная скорость составит около 700 000 километров в час.
4. Зонд Parker Solar Probe официально взял пробы Солнца
В декабре 2021 года НАСА объявило о том, что Parker Solar Probe достиг своей краеугольной цели: он впервые произвел измерения изнутри атмосферы звезды.
5. Он сделал важные открытия
Parker Solar Probe оснащен четырьмя наборами приборов, и каждому из них приписывается несколько революционных открытий. Небольшая часть из них описана ниже.
Исследование электронов альфа и протонов солнечного ветра (SWEAP): Исследование того, как Солнце превращается в солнечный ветер
Когда Parker Solar Probe вошел в солнечную атмосферу, он впервые в истории пересек так называемую критическую поверхность Альфвена — границу, где солнечный материал, закрепленный на Солнце, впервые покидает его и превращается в солнечный ветер.
До этого пересечения никто не знал, как выглядит эта граница. Во время своего первого близкого прохода, чтобы пересечь границу, Parker Solar Probe несколько раз входил и выходил из короны. Это позволило получить ключевую информацию о форме границы, показав, что критическая поверхность Альфвена не имеет форму гладкого шара. Скорее, она имеет шипы и долины, которые морщат поверхность.
Прибор SWEAP установил, что морщины вызваны корональными стримерами — гигантскими шлейфами солнечного материала, поднимающимися через солнечную атмосферу. Стримеры уже давно наблюдались космическими аппаратами, следящими за Солнцем вблизи Земли, но никогда ранее не измерялись напрямую. Полученные результаты меняют наши представления о солнечной атмосфере и о том, как она превращается в солнечный ветер.
Широкопольная камера для солнечного зонда Паркера (WISPR): Первые намеки на зону, свободную от пыли
Пыль почти повсюду в нашей Солнечной системе — остатки столкновений, в результате которых миллиарды лет назад образовались планеты, астероиды, кометы и другие небесные тела. Почти век назад астроном Генри Норрис Рассел предсказал, что вокруг Солнца должна существовать область, где частицы пыли нагреваются настолько, что сублимируют и исчезают, создавая зону, свободную от пыли. Люди искали свидетельства существования зоны сублимации в течение десятилетий, но никаких lоказательств ее существования не было.
Прибор WISPR впервые обнаружил истощение пыли вблизи Солнца, наблюдая свет, отраженный от пыли, тускнеющей на расстоянии около 19 солнечных радиусов или 13,2 миллиона километров от Солнца. Модели результатов показывают, что зона без пыли должна существовать, начиная примерно с 5 солнечных радиусов или 3,5 миллиона километров, от Солнца.
FIELDS: отслеживание магнитных разворотов Солнца
Когда зонд Parker Solar Probe прислал первые результаты наблюдений за Солнцем, ученые обнаружили, что измерения магнитного поля сопровождались так называемыми «обратными переходами»: быстрыми скачками магнитного поля Солнца, которые меняли направление, как зигзагообразная горная дорога.
С тех пор FIELDS помог выяснить их происхождение. Во время 6-го облета Солнца зондом Parker Solar Probe данные FIELDS показали, что переключения совпадают с магнитными «воронками» на солнечной поверхности. Эти воронки возникают между структурами, называемыми супергранулами — гигантскими пузырями на Солнце, в которых горячая плазма из солнечных недр поднимается вверх, распространяется по поверхности, охлаждается и затем опускается обратно. Магнитная геометрия этих областей позволяет предположить, что магнитное пересоединение питает солнечный ветер.
Хотя новые результаты позволяют определить, где происходят переключения, вопрос о том, как они образуются, все еще остается предметом активных исследований.
Комплексное научное исследование Солнца (ISʘIS): Переписывая книгу о солнечных энергетические частицах
ISʘIS включающее в свою аббревиатуру символ солнца, измеряет солнечные энергетические частицы — самые энергетические частицы, вылетающие из Солнца. Измерения вблизи Земли солнечных энергетических частиц происходят относительно редко, и их трудно предсказать. Но, обнаружив их вблизи Солнца, ISʘIS изменил практически все, что мы знаем об этих быстрых частицах. ISʘIS обнаружил, что частицы встречаются гораздо чаще, чем ожидалось, что они содержат более широкий спектр типов частиц, чем предполагалось, и что их пути от Солнца не такие прямые, как считалось ранее — они могут быть нарушены переключениями, обнаруженными полями, и иногда могут следовать по пути вдвое длиннее, чем ожидалось. Измеряя эти события так близко к Солнцу, ISʘIS обнаруживает события настолько малые, что все следы их теряются до того, как они достигают Земли, что помогает ученым составить более полную картину того, откуда они приходят и как они ускоряются от Солнца.
… И результаты продолжают поступать
Каждый новый набор данных расширяет границы космической науки — и речь идет не только о Солнце. Parker Solar Probe также изучал кометы, обнаружил радиоизлучение из атмосферы Венеры и даже сделал первые в истории изображения поверхности Венеры в видимом диапазоне длин волн.
Ближайший пролет к Солнцу состоится в 2024 году, и только время покажет, какие новые открытия нас ожидают.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение