Зонд НАСА получил новую информацию о Солнце
Норовистые плазменные волны. Блуждающие магнитные поля. Дожди заряженных частиц.
Это лишь некоторые явления, которые зонд НАСА «Паркер» увидел во время своих первых двух «близких контактов» с Солнцем.
В задачи почти семилетней миссии «Паркера» входит изучение Солнца на относительно близкой орбите и собирать сведения о тайнах, над которыми физики ломают голову на протяжении нескольких десятилетий. Учёные хотят получить ответы на такие вопросы: почему атмосфера Солнца на миллионы градусов Цельсия горячее его поверхности и что питает солнечный ветер — поток заряженных частиц, несущихся через солнечную систему и дальше в космос.
Учёные, трудящиеся над этой миссией ещё не готовы ответить на эти вопросы. Но данные с первых двух облётов зонда вокруг Солнца, опубликованные в Интернете 4 декабря в четырёх статьях в журнале «Nature», дают представление о том, что произойдёт, когда «Паркер» приблизится к Солнцу в течение следующих нескольких лет.
«Мы находимся на неизведанной территории», — говорит Рассел Ховард, физик из Военно-морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне, который отвечает за камеры зонда. «Вопросы, которые мы задавали год назад, теряют актуальность ввиду новых данных».
Запущенный в 2018 году, «Паркер» в настоящее время находится на эллиптической орбите, приближаясь к Солнцу каждые пять месяцев. Каждый раз космический корабль пролетает на расстоянии около 24 миллионов километров от поверхности Солнца — это примерно в два раза ближе к Солнцу, чем Меркурий.
«Паркер» уже преподнёс множество сюрпризов от первых своих двух витков вокруг Солнца. Например, «мы обнаружили несколько неожиданных интенсивных нестабильных [плазменных] волн в атмосфере Солнца», — говорит Джастин Каспер, физик из Мичиганского университета в Анн-Арборе. Данные показывают, что скорость плазмы, исходящей от Солнца, прыгала почти на 500 000 километров в час всего в течение пары минут.
Каждая плазменная волна также сопровождалась внезапным изменением магнитного поля вокруг зонда. «Компас на космическом корабле вращался как бы по ходу волны», — говорит Каспер. Учёные говорят, что они видят S-образную пульсацию в магнитном поле, как-будто что-то около поверхности Солнца схватило линию магнитного поля и щёлкнуло, как кнутом. Хотя происхождение этих нестабильных волн неясно, космический корабль зарегистрировал около 800 из них за 11 дней только во время первого витка.
Ещё одно открытие связано со скоростью плазмы. Плазма на расстоянии около 24 миллионов километров над поверхностью Солнца, где находится зонд «Паркер», вращается вокруг Солнца намного быстрее, чем ожидалось. Исследователи считали, что увидят уровень скорости в несколько километров в секунду, поскольку плазма вращается в космосе из-за вращения Солнца. Вместо этого космический корабль зафиксировал скорость до 50 километров в секунду. «Это действительно дико», — говорит Каспер.
Такие высокие скорости могут означать, что физикам придётся переосмыслить эволюцию Солнца и всех звёзд. Когда звёздные ветры закручиваются по спирали, они уносят с собой энергию вращения от звезды, постепенно затормаживая её. Каспер говорит, что более высокая скорость спирали ветра может означать, что звёзды вращаются гораздо быстрее, чем это предполагалось.
Несмотря на возникшие новые вопросы, кажется, «Паркер» помог разгадать одну загадку: происхождение «медленного» солнечного ветра. Поток частиц от Солнца представляет собой смесь двух потоков, один из которых движется в два раза быстрее другого. Исследователи уже знали, что быстрый компонент возникает около полюсов Солнца через воронкообразные отверстия в магнитном поле, известном как корональные дыры. Новые данные от «Паркера» позволяют предположить, что медленный ветер проистекает из маленьких корональных дыр возле солнечного экватора.
«Мы не были уверены, что корональные дыры могут генерировать медленный ветер», — говорит учёный миссии Стюарт Бэйл, физик Калифорнийского университета в Беркли. «Но теперь нам это очевидно».
Но на этом список «подарков» от зонда не заканчивается. Его камеры обнаружили образование магнитных «островков» — давно предсказанных трубок плазмы, захваченных группой магнитных полей, которые переносили энергию и вещество в космос. Космический корабль также зафиксировал несколько небольших всплесков частиц энергии, в основном протонов, исходящих от Солнца. По словам Дэвида МакКомаса, физика Принстонского университета, ответственного за один из детекторов частиц на «Паркере», эти частицы могут быть предвестниками более объёмных цунами заряженных частиц, которые иногда идут от Солнца как часть солнечного ветра. Эти всплески не были видны другому зонду, который находится на орбите дальше, чем «Паркер» и ранее учёные о них не знали.
Этот огромный поток информации с первых пролётов «Паркера» вокруг Солнца наверняка займёт учёных на несколько ближайших лет. «Тут больше вопросов, чем ответов», — говорит Яннис Зуганелис, астрофизик из Европейского центра космической астрономии Мадрида, который не связан с этой миссией. «Прежде всего, эти документы показывают, что зонд работает очень хорошо, и у нас будет ещё больше данных когда он вновь приблизится к Солнцу».
Миссия «Паркера» далека от завершения. На каждом из следующих 18 витков, космический корабль будет использовать гравитацию Венеры, чтобы ещё немного приблизиться к Солнцу. Затем его последние три витка, начиная с декабря 2024 года, позволят «Паркеру» оказаться на расстоянии всего лишь 6 миллионов километров от поверхности Солнца, что более чем в семь раз ближе, чем были все зонды до этого. Уверены, нас ждёт ещё множество невероятных открытий!
источник: Sciencenews.org
