Прошло 124 дня с момента запуска Солнечного зонда Parker, и несколько недель с того момента, когда он приблизился к космическому кораблю к звезде. Теперь ученые получают в свои руки данные с близкого подхода. Четыре исследователя на недавней встрече Американского геофизического союза в Вашингтоне, округ Колумбия, поделились тем, что, как они надеются, они могут извлечь из исследования. Они надеются, что данные солнечного зонда Parker помогут им ответить на давний вопрос о Солнце, его короне и солнечном ветре.
Ученые, изучающие Солнце, давно ожидали этого, и ожидание того стоило.
«Гелиофизики уже более 60 лет ждут, чтобы такая миссия стала возможной. Солнечные тайны, которые мы хотим разгадать, ждут в короне ». - Никола Фокс, директор отдела гелиофизики в штаб-квартире НАСА.
Волнение вокруг первой фазы солнечного столкновения PSP. С 31 октября по 11 ноября 2018 года компания Parker Solar Probe завершила первую фазу солнечного столкновения, ускорившись через внешнюю атмосферу Солнца - корону - и собрав беспрецедентные данные с помощью четырех наборов передовых инструментов. PSP будет вращаться вокруг Солнца 24 раза за 24 фазы солнечного столкновения. Во время миссии зонд будет использовать 7 гравитационных мух Венеры, чтобы постепенно уменьшить свою орбиту вокруг Солнца.
Каждая фаза солнечного столкновения происходит, когда зонд находится в пределах 0,25 а.е. от Солнца, и в это время научные инструменты будут собирать данные. В течение этого времени датчик будет подвергаться воздействию высокой температуры и радиации и не сможет связаться. Только выйдя из каждой фазы, он может отправить свои данные обратно на Землю для размышления гелиофизиков.
«Parker Solar Probe предоставляет нам измерения, необходимые для понимания солнечных явлений, которые озадачивали нас десятилетиями». - Нур Рауафи, исследователь проекта PSP, JHU / APL.
Первая фаза солнечного столкновения завершена, и, хотя миссии еще предстоит много работы, ученые Паркер поделились тем, что они надеются узнать из миссии в Американском геофизическом союзе в Вашингтоне, округ Колумбия.
Когда была разработана миссия PSP, ученые хотели решить три важных вопроса, касающихся гелиофизики:
- Как внешняя атмосфера Солнца, корона, нагревается до температуры, примерно в 300 раз превышающей видимую поверхность внизу?
- Как солнечный ветер разгоняется так быстро до высоких скоростей, которые мы наблюдаем?
- Как некоторые из самых энергичных частиц Солнца вылетают из Солнца со скоростью, превышающей половину скорости света?
«Parker Solar Probe предоставляет нам измерения, необходимые для понимания солнечных явлений, которые озадачивали нас на протяжении десятилетий», - сказал Нур Рауафи, исследователь проекта Parker Solar Probe из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд. «Чтобы закрыть связь, необходима локальная выборка солнечной короны и молодого солнечного ветра, и Parker Solar Probe делает именно это».
Ни один космический корабль никогда не был так близко к Солнцу, как PSP, поэтому ученые точно не знают, чего ожидать от данных. Они знают, что они надеются узнать, но не могут быть уверены.
«Мы не знаем, чего ожидать так близко к Солнцу, пока не получим данные, и мы, вероятно, увидим некоторые новые явления», - сказал Рауафи. «Паркер - это исследовательская миссия - потенциал для новых открытий огромен».
Отчеты PSP предполагают, что на первом научном этапе были собраны данные о качестве. Это отчасти из-за пролета Венеры, когда зонд смог провести некоторые измерения планеты, проверяя, работают ли инструменты. Некоторые данные из первой фазы науки были загружены, но гелиофизикам придется подождать, чтобы получить все это в свои руки. Из-за проблем в профиле миссии некоторые научные данные этого столкновения не будут нисходящими до окончания второй солнечной встречи миссии в апреле 2019 года.
Солнечный зонд Паркер - не единственный космический корабль, изучающий Солнце. К другим кораблям относятся космический аппарат SOHO (солнечная гелиосферная обсерватория), SDO (обсерватория солнечной динамики) и космический аппарат STEREO-A (впереди солнечная и земная обсерватория). Но ни один из этих трех не приблизился к Солнцу так близко, как PSP, хотя они и занимаются важной наукой самостоятельно.
«Parker Solar Probe отправляется в регион, который мы никогда не посещали», - сказал Терри Кучера, физик по солнечной энергии в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Между тем, на расстоянии мы можем наблюдать солнечную корону, которая управляет сложной средой вокруг солнечного зонда Parker».
На рисунке ниже приведены фактические данные космического корабля НАСА (STEREO-A), а также местоположение солнечного зонда Parker, когда он летит через внешнюю атмосферу Солнца во время его первой фазы солнечного столкновения в ноябре 2018 года. ключевой контекст для понимания наблюдений Parker Solar Probe. (Изображение предоставлено NASA / STEREO)
Каждый из космических кораблей, изучающих Солнце, предоставляет различный контекст и точку зрения на то, что видят другие. PSP будет путешествовать с точностью до 0,25 а.е., в то время как СТЕРЕО вращается вокруг Солнца со скоростью около 1 а.е. SDO находится на геосинхронной земной орбите, а SOHO - на гало-орбите вокруг Солнца-Земли Лагранжа 1.
«Миссия STEREO заключается в наблюдении за гелиосферой из разных мест, и Паркер - часть этого - проведение измерений с точки зрения, которой у нас никогда не было», - сказал Кучера.
Наука носит постепенный характер, и ученые, работающие с PSP, хотели бы отметить, что постепенное улучшение моделей работы Солнца является частью работы PSP, даже если мы не получаем практических ответов на наши вопросы.
Модели - хороший способ проверить теории о базовой физике Солнца. Создав имитацию, основанную на определенном механизме объяснения нагрева короны - например, на плазме определенной волны, называемой альфвеновской волной, - ученые могут проверить прогноз модели по фактическим данным из солнечного зонда Parker, чтобы выяснить, совпадают ли они. Если они это сделают, это означает, что основная теория может быть тем, что на самом деле происходит. Если они этого не делают, значит, они возвращаются к чертежной доске.
«У нас был большой успех в прогнозировании структуры солнечной короны во время полных солнечных затмений», - сказал Райли. «Parker Solar Probe обеспечит беспрецедентные измерения, которые еще больше ограничат модели и теорию, которая заложена в них».
Рекордная скорость PSP имеет решающее значение для его работы.
Солнце вращается примерно раз в 27 дней, как мы видим его с Земли, и солнечные структуры, которые управляют большей частью его активности, движутся вместе с ним. Это создает проблему для ученых, потому что они не могут быть уверены, что изменчивость, которую они видят, вызвана фактическими изменениями в регионе, производящем деятельность - временное изменение - или вызвана простым получением солнечного материала из новой области источника - пространственное изменение , Скорость PSP означает, что она может обойти эту проблему.
Ниже приведен рисунок, на котором показана модель, показывающая, как солнечный ветер вытекает из Солнца, с наложенным на него инструментом WISPR компании Parker Solar Probe.
Кредиты: Predictive Science Inc.
В определенных точках Parker Solar Probe движется достаточно быстро, чтобы почти точно соответствовать скорости вращения Солнца, а это означает, что Паркер «парил» над одной областью Солнца на короткое время. Ученые могут быть уверены, что изменения в данных в течение этого периода вызваны фактическими изменениями на Солнце, а не вращением Солнца.
Солнечный зонд Parker является частью программы НАСА «Жить со звездой», посвященной изучению тех аспектов системы Солнце-Земля, которые непосредственно влияют на жизнь и общество.
- Пресс-релиз НАСА: подготовка к открытию с помощью солнечного зонда NASA Parker
- NASA: AGU 2018 - ожидаемые данные и научные открытия от солнечного зонда NASA Parker Solar Probe
- Пресс-релиз НАСА: «Солнечный зонд Parker сообщает о хорошем состоянии после близкого солнечного захода»
- Пресс-релиз НАСА: «Солнечный зонд Паркер побивает рекорд, становится ближе к Солнцу»
- НАСА: Паркер Солнечный зонд
- Программа НАСА «Жизнь со звездой»
