Коснулся Солнца. Эпохальные достижения Parker

Несмотря на высокую яркость и относительно близкое расположение, многие аспекты физики Солнца остаются неясны.

Американский солнечный зонд Parker стал первым созданным человеком космическим аппаратом, который "коснулся" Солнца. Он пролетел через верхние слои атмосферы звезды и взял оттуда образцы частиц и замеры магнитных полей. В NASA событие назвали гигантским скачком в солнечной науке. Корреспондент.net рассказывает подробности.

 

Новая веха науки

Зонд NASA Parker Solar Probe достиг верхних слоев атмосферы Солнца и стал первым космическим аппаратом, так сильно приблизившимся к звезде. На десятом этапе сближения он прошел через верхний и самый горячий слой атмосферы Солнца - солнечную корону, собрал там образцы частиц и провел замеры магнитных полей, сообщает NASA.

Почему корона нагревается так сильно - ее температура в сотни раз горячее поверхности Солнца - это одна из загадок, которую должен помочь решить Parker.

Зонд приблизился к поверхности Солнца на расстояние примерно 15 солнечных радиусов (почти 10,5 миллиона километров). Планируется, что в дальнейшем он еще приблизится к звезде - на расстояние 8,86 солнечных радиусов (около шести миллионов километров).

Он также прислал кадры с прохождением сквозь корону:

For the first time in history, a spacecraft has touched the Sun. NASA’s Parker Solar Probe has now flown through the Sun’s upper atmosphere – the corona – and sampled particles and magnetic fields there [read more, video: https://t.co/ebTECxBrdP] pic.twitter.com/CT90WGo5rT

— Massimo (@Rainmaker1973) December 14, 2021

"Новая веха знаменует собой один важный шаг для Parker Solar Probe и один гигантский скачок в солнечной науке. Точно так же, как посадка на Луну позволила ученым понять, как она сформировалась, прикосновение к веществу, из которого состоит Солнце, поможет ученым раскрыть важную информацию о нашей ближайшей звезде и ее влиянии на солнечную систему", - говорится в сообщении NASA.

Космический аппарат Parker Solar Probe запустили для изучения Солнца в августе 2018 года. По плану, Parker на протяжении семи лет должен сближаться с Солнцем, чтобы в конечном итоге подойти к нему на самое близкое расстояние, которого раньше не мог преодолеть ни один космический аппарат, - на шесть миллионов километров.

Это значительно ближе, чем в 1976 году, когда аппарат Helios 2 приблизился к Солнцу на расстояние 40 миллионов километров.

Внешний край Солнца начинается на так называемой критической поверхности Альфвена. Ниже этой точки Солнце и его гравитационные и магнитные силы напрямую управляют солнечным ветром, который и исследует Parker.

Ученые не знали, где именно находится критическая поверхность Альфвена. Но 28 апреля Parker Solar Probe столкнулся со специфическими магнитными условиями и частицами, и благодаря этим данным исследователи выяснили, что аппарат пересек поверхность Альфвена и впервые вошел в солнечную атмосферу.

Несмотря на высокую яркость и относительно близкое расположение, многие аспекты физики Солнца остаются неясны. К основным нерешенным проблемам можно отнести механизм разогрева короны и природу циклов активности, но помимо них существует большое количество более частных вопросов, на которые ученые пока не знают ответа.

Что Вояджеры узнали за пределами Солнечной системы

Многое неизвестно о солнечном ветре - испускаемом звездой потоке частиц. Например, наблюдения показывают, что движение этого вещества в какой-то момент становится сверхзвуковым, но покидает корону звезды оно с меньшей скоростью.

Следовательно, должен существовать процесс, ускоряющий этот поток уже на отдалении от Солнца. Вместе с тем, достигая Земли, солнечный ветер уже оказывается перемешанным и достаточно однородным, из-за чего узнать детали о его ускорении сложно.

Parker сделал уже немало уникальных открытий. ,Так, в 2019 году, находясь на третьем этапе сближения, он показал структуру солнечного ветра.

На видео сама звезда находится слева, вне поля зрения системы, справа видна центральная область Млечного Пути. Тонкие белые полосы представляют собой движущиеся частицы межпланетной пыли, а в левой части видео можно увидеть длинный корональный стример (относительно плотный медленный поток солнечного ветра) и планету Меркурий.

Приборы зонда также обнаружили неожиданные изменения направления солнечного магнитного поля, идущего мимо зонда. Иногда это поле меняло направление на 180 градусов, но уже через несколько секунд или минут поворачивало обратно. Подробно об этом в материале Величайшие открытия о Солнце.

Близкое расстояние позволило Parker увидеть ряд феноменов, которые слишком малы или недостаточно ярки для наблюдения с Земли. В частности, удалось выделить два типа небольших вспышек: известные ранее и связанные с магнитными жгутами, а также лишь предсказанные, сопряженные с магнитными островами плазмы.

Также удалось выделить новый класс ускоряющих частицы процессов. Ученые знали о двух: один, более резкий, действует преимущественно на электроны, а второй, постепенный, ускоряет протоны. Новый тип событий по свойствам оказался промежуточным, при этом порождая особенно много быстрых ионов тяжелых элементов.

В 2021 году Parker прислал первое полное изображение околосолнечного пылевого кольца вдоль орбиты Венеры. Считается, что оно состоит из частиц, оставшихся от протопланетного диска, а также астероидов и комет.

Он также сфотографировал пылевой след астероида Фаэтон, который долгое время не удавалось увидеть. Данные, полученные зондом, позволили дать оценки массы (около миллиарда тонн) и длины (более 22,5 миллионов километров) пылевого следа, следующего за астероидом.

Он хорошо виден на снимках из-за повышенной плотности частиц в следе вблизи Солнца. Считается, что около двух тысяч лет назад астероид мог пережить катаклизм, который ответственен за сильную потерю массы с него, что и породило поток Геминиды.

Ранее сообщалось, что Американское космическое агентство впервые запустило космический аппарат для намеренного столкновения с астероидом с целью изменения его орбиты. Миссия получила название DART (Double Asteroid Redirection Test) и стала первым в мире проектом по изменению траектории движения астероидов.