live

Сонячний зонд "Паркер" відкриває завісу таємниці Сонця

Space
Space

Американський веб-сайт, присвячений астрономії та новинам дослідження космосу

Лабораторія прикладної фізики університету Джона Хопкінса

Стали відомі перші результати сміливої місії зонду "Паркер", який був спрямований на вивчення Сонця. Місія зонда дуже важлива: можливо, його дані будуть визначати наші уявлення про Сонце і сонячний вітер довгі роки. Які відкриття він уже встиг зробити?

Про це пише Space.

Сонце починає видавати свої ретельно охоронювані таємниці.

Отримано перші наукові результати з сонячного зонда НАСА "Паркер", який долетів до Сонця швидше за всі інші рукотворні об'єкти в історії і наблизився на найменшу відстань.

Перші дані з борту "Паркера", опубліковані сьогодні в чотирьох повідомленнях на сайті журналу "Нейче" (Nature), дозволили підняти завісу таємниці над нашою зіркою, яка зберігала свої секрети дуже ревно і надійно, хоча і є найяскравішим світилом на нашому небосхилі.

"Ці повідомлення показують, що потрапивши в недосліджений регіон сонячної системи, зонд "Паркер" вже зробив найбільше відкриття, — написав у супровідній замітці в рубриці "Новини і думки" в тому ж номері журналу Деніел Вершарен (Daniel Verscharen), який працює дослідником в космічній лабораторії Малларда при Лондонському університетському коледжі. Сам Вершарен в нових дослідженнях не бере участь.

Поцілувати Сонце

"Паркер" вирушив у космос в серпні 2018 року, щоб допомогти вченим краще зрозуміти те, як влаштоване Сонце і як воно працює. Вартість програми становить півтора мільярда доларів.

Найбільше вчені хочуть розгадати дві давні загадки. Як неперервно летить від Сонця потік частинок під назвою сонячний вітер, що розганяється до колосальних швидкостей? І чому зовнішня атмосфера Сонця, корона, має вищу температуру, аніж його поверхня? (Температура вогняної корони Сонця може досягати 1,1 мільйона градусів Цельсія. А температура сонячної поверхні порівняно з нею незначна — 6 000 градусів Цельсія.)

"Паркер" шукає відповіді на ці питання, безпардонно вторгаючись в межі корони. Раз на п'ять місяців чи десь так зонд пронизує спопеляючу атмосферу Сонця, знімаючи нашу зірку безпрецедентно близько.

Під час таких зближень, які називають проходженням перигелію, зонд буде на відстані 24 мільйони кілометрів від сонячної поверхні. До цього польоту мінімальна відстань зближення дослідницьких апаратів з Сонцем становила 42,73 мільйона кілометрів. Цей подвиг в 1976 році здійснив космічний апарат "Геліос-2", відправлений в політ спільними зусиллями США і колишньої Західної Німеччини.

"Геліос-2" також поставив рекорд швидкості щодо Сонця, яка досягла 246 960 кілометрів на годину. Потім цей рекорд побила міжпланетна станція НАСА "Юнона", зробивши це на підльоті до газового гіганта Юпітера в липні 2016 року, коли їй вдалося розвинути швидкість 265 000 кілометрів на годину. Але "Паркер" на сьогодні є незаперечним рекордсменом. Під час першого проходження перигелію 6 листопада 2018 року потужна сонячна гравітація прискорила апарат до максимальної швидкості 343 181 кілометр на годину.

Умови в області корони екстремальні, і тому "Паркер" має потужну захисну термоброню. Це щит з вуглепластика товщиною 11,4 сантиметри, що захищає зонд і його чотири наукові прилади від сильної спеки і радіації.

До апаратури "Паркера" належить прилад для вимірювання електричного і магнітного полів і хвиль (Fields), прилад для дослідження електронів, протонів і важких іонів, які розганяються до величезних швидкостей в атмосфері Сонця і за її межами (ISoIS), набір телескопів, для спостереження за короною і навколишнім середовищем (WISPR), а також апарат SWEAP, який вивчає найпоширеніші елементи сонячного вітру, такі як електрони, протони і іони гелію.

В нових журнальних статтях йдеться про те, що вдалося побачити під час перших двох зближень з Сонцем, які мали місце в листопаді 2018 і в квітні 2019 року.

Виявлення джерела "повільного" сонячного вітру

Під час одного дослідження за допомогою приладу Fields вдалося отримати дані про "повільний" сонячний вітер. Це складова потоку, швидкість якої ніколи не перевищує 1,8 мільйона км/год. "Повільний" в даному випадку поняття відносне, бо "швидкий" сонячний вітер мчить удвічі швидше.

Вченим уже відомо, що швидкий сонячний вітер народжується у великих "дірках" корони, як називають ділянки, де зовнішня атмосфера значно холодніша і тонша за нормальні значення. Розташовані вони біля сонячних полюсів. Отримані за допомогою приладу Fields дані вказують на те, що і повільний вітер виходить з дірок у короні, але ці дірки меншого розміру і біля сонячного екватора.

Fields також виявив несподівані зміни напрямку сонячного магнітного поля, що йде повз зонд. Іноді воно змінювало напрям на 180 градусів, але вже через кілька секунд або хвилин повертало назад.

"Напевно, такі перемикання пов'язані з якимись струменями плазми, — зазначив у своєму повідомленні керівник досліджень Fields професор Стюарт Бейл (Stuart Bale), який викладає фізику в Каліфорнійському університеті Берклі. — У мене таке відчуття, що ці перемикання або струмені, відіграють важливу роль в нагріванні сонячного вітру".

Між тим дані, отримані приладом SWEAP, вказують на те, що ці розвороти є "рухомими вигинами S-подібної форми в силових лініях поля, що походить від Сонця", і що такі перемикання напрямку збільшують швидкість сонячного вітру.

Дані ISoIS допомагають конкретизувати цю картину. Вони показують, що у сонячних частинок високої енергії витрачається більше часу, щоб долетіти до "Паркера", ніж вчені думали раніше. Можливо, це викликано тим, що вони рухаються вздовж S-подібних силових ліній, маючи несподівану траєкторію.

ISoIS також зафіксував численні вибухи (спалахи) частинок, які неможливо помітити за допомогою наземних приладів. "Це вражаюче — навіть за мінімальних сонячних умов Сонце виробляє набагато більше крихітних енергетичних подій, ніж ми думали раніше", — зазначив Девід Маккомас (David McComas) із Принстонського університету, який є провідним автором одного з нових досліджень. (Сонячна активність спадає і посилюється протягом 11-річного циклу, і нині наша зірка у відносно спокійній фазі.)

"Ці вимірювання допоможуть нам визначити джерела, прискорення і методи руху сонячних частинок високої енергії, і зрештою краще захистити супутники і астронавтів у майбутньому", — зазначив Маккомас.

А прилад WISPR створює більш чітку картину Сонця, корони і складного, вируючого безпосереднього оточення нашої зірки. Знімки цього приладу допомагають комплексно і в належному контексті оцінювати інформацію, зібрану іншою апаратурою, а також робити певні висновки на підставі самих зображень.

Наприклад, у четвертому науковому повідомленні йдеться про те, що знімки WISPR вказують на наявність вільних від пилу зон поблизу Сонця. Ці зони не зафіксовані безпосередньо, але їхнє існування теоретично допускається. "Детальні зображення з "Паркера" вказують на просторові зміни у сонячному вітрі, які відповідають змінам у сонячному магнітному полі на поверхні, і показують, що невеликі згустки плазми викидаються з Сонця і стають складовою молодого сонячного вітру", — написав Вершарен.

Найкраще попереду

Відповіді на питання про сонячний вітер знайдені лише частково, і поки не ясно, чому корона нагрівається так сильно (хоча нові результати дозволяють робити деякі інтригуючі здогади). Проте у команди "Паркера" достатньо часу, щоб уточнити деталі, оскільки нещодавно опубліковані результати — це тільки початок. Космічний зонд продовжить дослідження Сонця аж до кінця 2025 року, підбираючись щоразу ближче до його поверхні завдяки гравітаційному впливу Венери на його траєкторію.

Наприклад, завершальна наукова орбіта "Паркера" буде проходити всього в 6,16 мільйона кілометрів від сонячної поверхні, а швидкість зонда в цей момент буде становити 690 000 км/год.

Такі зближення в майбутньому будуть відбуватися все частіше, тому що орбіта "Паркера" навколо Сонця буде скорочуватися. Зараз зонд обертається навколо нашої зірки приблизно за 150 земних днів, а до кінця польоту цей час зменшиться до 88 днів.

Тривалість польоту дозволить вченим вивчити Сонце на різних етапах його 11-річного циклу активності. Таким чином, зонд, який зближується з нашим світилом, повинен зібрати багато цікавих даних, вивченням яких дослідники будуть займатися тривалий час.

"Є надія, що дані з "Паркера" визначатимуть наші уявлення про Сонце і сонячний вітер довгі роки, — написав Вершарен. — Зроблені зондом відкриття підштовхнуть вчених до створення нових моделей і теорій, і ці знання можна буде застосувати до інших зірок і астрофізичної плазми з різних куточків Всесвіту".

Майк Волл

За матеріалами: ІноЗМІ



Loading...
Loading...

Редакція не несе відповідальності за думку, яку автори висловлюють у блогах на сторінках ZIK.UA

*Якщо Ви знайшли помилку в тексті новини, виділіть її та натисніть Ctrl+Enter.

Loading...