Зонд Parker Solar Probe увидел, что космическая пыль (показана здесь), разбросанная по всей нашей Солнечной системе, начала истончаться вблизи Солнца, подтверждая идею давно теоретизируемой свободной от пыли зоны вблизи Солнца. Авторы и права: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА/Скотт Виссингер.

В 2018 году НАСА запустило солнечный зонд Parker для беспрецедентной миссии по изучению Солнца вблизи. Миссия была определена с тремя ключевыми научными целями:

1. Проследить поток энергии, нагревающей внешнюю атмосферу Солнца.
2. Пролить свет на источники солнечного ветра, постоянный поток солнечного вещества, убегающего от солнца.
3. Исследовать, как частицы солнечной энергии, которые могут совершить путешествие на расстояние 93 миллиона миль (150 миллионов километров) к Земле менее чем за час, переносятся и ускоряются.

Спустя четыре года после запуска миссия продвинулась к достижению этих и других ключевых целей. По мере того как Parker Solar Probe продолжает свою миссию, он продолжает бить рекорды и делать первые в своем роде измерения Солнца.

Вот факты, которые необходимо знать об исторической миссии НАСА по прикосновению к Солнцу.

1. Зонд Parker Solar Probe был первой миссией НАСА, названной в честь живого человека.

В честь Юджина Паркера, выдающегося физика, впервые предсказавшего солнечный ветер, в мае 2017 года НАСА объявило, что переименует миссию Solar Probe Plus в Parker Solar Probe. Паркер лично был свидетелем запуска космического корабля и открытий, сделанных за несколько лет миссии. Он скончался 15 марта 2022 года в возрасте 94 лет.

2. Космический корабль несет революционную технологию.

Миссия была задумана в 1958 году, но на разработку технологии ушло 60 лет. Разработанный и построенный в Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд, Parker Solar Probe имеет теплозащитный экран, автономные бортовые «умные устройства», чтобы космический корабль был обращен к солнцу, и эффективную систему охлаждения.

3. Это неоднократный рекордсмен.

Всего через несколько месяцев после запуска Parker Solar Probe стал ближайшим к Солнцу рукотворным объектом, пройдя в пределах 26,55 миллионов миль (42,72 миллиона километров) от поверхности Солнца, и стал самым быстрым рукотворным объектом, достигнув скорости 153 454 мили в час. С тех пор он неоднократно побивал оба этих рекорда и достигнет максимальной скорости около 430 000 миль в час (700 000 километров в час), пролетев на расстоянии 3,9 миллиона миль (6,2 миллиона километров) от поверхности Солнца в 2024 году. Посмотрите, где находится солнечный зонд Parker в режиме реального времени, здесь.

4. Parker Solar Probe официально исследовал солнце.

В декабре 2021 года НАСА объявило, что Parker Solar Probe достиг своей краеугольной цели: провел первые измерения из атмосферы звезды.

5. Компания сделала революционные открытия.

Parker Solar Probe имеет четыре комплекта приборов, каждому из которых в настоящее время приписывают несколько новаторских открытий. Небольшая выборка из них описана ниже.

Исследование альфа и протонов электронов солнечного ветра (SWEAP): исследование места, где солнце становится солнечным ветром.

Когда Parker Solar Probe вошел в солнечную атмосферу, он впервые пересек так называемую альфвеновскую критическую поверхность — границу, где солнечное вещество, привязанное к солнцу, впервые ускользает и становится солнечным ветром.

До этого пересечения никто не знал, как будет выглядеть эта граница. Во время своего первого прохода достаточно близко, чтобы пересечь границу, солнечный зонд Parker несколько раз входил и выходил из короны. Это дало ключевую информацию о форме границы, показав, что критическая поверхность Альфвена не имеет форму гладкого шара. Скорее, у него есть шипы и впадины, которые морщинят поверхность.

Инструмент SWEAP установил, что морщины возникли из-за корональных стримеров — гигантских шлейфов солнечного материала, поднимающихся сквозь солнечную атмосферу. Стримеры давно наблюдались космическими аппаратами, наблюдающими за Солнцем вблизи Земли, но никогда ранее не измерялись напрямую. Результаты меняют то, что мы знаем об атмосфере Солнца и о том, как она превращается в солнечный ветер.

Широкоугольный тепловизор для солнечного зонда Parker (WISPR): первые намеки на беспыльную зону

Пыль почти повсюду в нашей Солнечной системе — остатки столкновений, которые сформировали планеты, астероиды, кометы и другие небесные тела миллиарды лет назад. Почти столетие назад астроном Генри Норрис Рассел предсказал, что вокруг Солнца должна быть область, где частицы пыли должны нагреваться достаточно, чтобы сублимировать и, таким образом, исчезать, создавая зону, свободную от пыли. Люди десятилетиями искали доказательства существования зоны сублимации, но не было никаких убедительных доказательств ее существования.

Инструмент WISPR впервые обнаружил уменьшение пыли вблизи Солнца, наблюдая, как свет, отраженный от пыли, тускнеет примерно на 19 солнечных радиусах (8,2 миллиона миль или 13,2 миллиона километров от Солнца). Модели результатов предполагают, что зона, свободная от пыли, должна существовать, начиная примерно с 5 солнечных радиусов (2,2 миллиона миль или 3,5 миллиона километров от Солнца).

ОБЛАСТИ: Отслеживание инверсий магнитного поля Солнца.

Когда Parker Solar Probe прислал первые наблюдения, сделанные во время его полета к Солнцу, ученые обнаружили, что их измерения магнитного поля сопровождались тем, что стало известно как переключения: быстрые перевороты в магнитном поле Солнца, меняющие направление, как зигзагообразная горная дорога.

С тех пор FIELDS помогли сузить круг их происхождения. Во время шестого пролета Солнца Parker Solar Probe данные FIELDS показали, что обратные переключения выровнены с магнитными «воронками» на поверхности Солнца. Эти воронки возникают между структурами, называемыми супергранулами — гигантскими пузырями на Солнце, в которых горячая плазма из недр Солнца поднимается вверх, распространяется по поверхности, охлаждается, а затем снова опускается вниз. Магнитная геометрия этих регионов предполагает, что магнитное пересоединение питает солнечный ветер .

В то время как новые результаты показывают, где происходят переключения, вопрос о том, как они формируются, все еще является предметом активных исследований.

Интегрированное научное исследование солнца (ISʘIS): переписывание книги о солнечных энергетических частицах

ISʘIS, произносится как «ee-sis» и включает в себя символ солнца в своем аббревиатуре, измеряет солнечные энергетические частицы, наиболее энергичные частицы, ускользающие от солнца. Измерено около Земли, частицы солнечной энергии события относительно редки и трудно предсказуемы. Но обнаружив SEP вблизи Солнца, ISʘIS изменил почти все, что мы знаем об этих быстрых частицах. ISʘIS обнаружил, что SEP гораздо более распространены, чем ожидалось, что они содержат более широкий спектр типов частиц, чем ожидалось, и что их пути от Солнца не такие прямые, как считалось ранее - они могут быть нарушены обратными переключениями, обнаруженными полями и иногда может следовать по пути вдвое дольше, чем ожидалось. Измеряя эти события так близко к Солнцу, ISʘIS обнаруживает события настолько малые, что все их следы теряются до того, как они достигают Земли, помогая ученым составить более полную картину того, откуда они происходят и как они ускоряются вдали от Солнца.

… И результаты продолжают приходить.

Каждый новый набор данных расширяет границы космической науки, и речь идет не только о Солнце. Parker Solar Probe также изучил кометы, обнаружил радиоизлучение атмосферы Венеры и даже сделал первые в истории изображения поверхности Венеры в видимом диапазоне длин волн.

Поскольку ближайший проход Солнца еще впереди в 2024 году, только время покажет, какие новые открытия ждут.

Ссылки по теме:

• Источник: Phys.org