A NASA Parker Solar Probe művének ábrázolása, amely adatokat gyűjt a napról.
(Kép: © Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizika Laboratóriuma)
A nap kezdi feladni a legszorgalmasabban őrzött titkait.
Az első tudományos eredmények a NASA-ból származnak Parker Solar Probe (PSP), amely gyorsabban és közelebb lépett a naphoz, mint a történelem bármely más emberi alkotta tárgya.
A kezdeti PSP visszatérések, amelyeket a ma (december 4-én) a Nature folyóiratban online közzétett négy cikkben számolnak be, elkezdik a fátylat a Föld csillagán, amely meglepően titokzatos maradt annak ellenére, hogy örökké az ég legfényesebb fénye.
"Ez a négy cikk azt mutatja, hogy a Naprendszer fel nem fedezett régiójába való belépés révén a PSP már nagy felfedezéseket tett" - írta Daniel Verscharen, a londoni University College Mullard Űrtudományi Laboratóriumának kutatója a kísérő "Hírek és Kilátások "darab a Nature ugyanazon számában. Verscharen nem vett részt egyetlen új tanulmányban sem.
Csók a nap
Az A PSP 2018 augusztusában indult, 1,5 milliárd dolláros küldetésen, hogy segítsen a kutatóknak jobban megérteni a nap belső működését.
A misszió tudósai különösen érdeklődnek két hosszú ideje fennálló rejtvény megoldásában: hogyan gyorsul fel a hatalmas sebességre a napból folyamatosan áramló részecskék patakja, az úgynevezett napsugár; és miért a nap külső légköre vagy a korona? annyira melegebb, mint a felülete. (A koronai hőmérsékletek meghaladhatják a 2 millió Fahrenheit-fokot vagy 1,1 millió Celsius-fokot. Összehasonlításképpen a Nap felszíne mérsékelt mértékben mérsékelt, 11 000 F vagy 6000 ° C-on.)
A PSP ezeket a kérdéseket úgy kezeli, hogy zseniálisan belehúzódik a korona maga. Körülbelül öthavonta a szonda a napsugárzó légkörben nagyítja át, példátlanul közelről nézve a csillagunkat.
Ezek a legközelebbi megközelítések, vagy perifériás átjárók, a PSP-t a Nap felszínétől 15 millió mérföldön (24 millió kilométer) belül tették meg. A misszió előtt a legközelebbi szondához, amelyet valaha is eljutott a nap, 26,55 millió mérföld volt (42,73 millió km) - ez az 1976-ban a Helios 2 kézműves által az Egyesült Államok és a volt Nyugat-Németország együttes erőfeszítése által elhúzott játék.
A Helios 2 a napfényhez viszonyítva a leggyorsabb sebesség rekordját is elérte (246 960 km / h) 153 454 km / h sebességnél. Ezt a jelet a NASA Juno Jupiter keringője elrontotta, amely 2016. júliusában megérkezett a 165 000 km / h (265 000 km / h) sebességre. De a PSP most a sebességkirály: az űrhajó első perióliájának átadásakor, novemberben. 2018. 6-án a nap erőteljes gravitációja a PSP-t felgyorsította legnagyobb sebessége 213 243 km / h (343 181 km / h).
A koronában a körülmények természetesen szélsőségesek, tehát a PSP fel van szerelve néhány nehéz páncéllel: egy 4,5 hüvelyk vastag (11,4 centiméter) széndioxid kompozit pajzsgal, amely megvédi a kézműveket és négy tudományos műszerüket az intenzív hőtől és sugárzás.
Ezek a műszerek a Field Experiment (Fields), amely többek között az elektromos és mágneses tereket és a hullámokat méri; a Nap integrált tudományos vizsgálata (ISoIS), amely az elektronokat, protonokat és nehéz ionokat jellemzi, amelyek nagy sebességre gyorsulnak fel a nap légkörében és azon kívül; a Széles terepi képalkotó a Szondaszonda számára (WISPR), a teleszkópok sorozata, amely a koronát és a környezetet ábrázolja; valamint a szél-elektronok alfák és protonok (SWEAP) vizsgálata, amely a a napszél (elektronok, protonok és héliumionok).
A négy új cikk beszámol arról, hogy ezeket az eszközöket miként figyelték meg a PSP első két perióliumáthaladása során, amely 2018 novemberében és 2019 áprilisában történt.
A "lassú" napszél nyomának a forrásig tartó nyomon követése
Az egyik tanulmánypéldául úgy találta, hogy a Fields elkezdi az áruk "lassú" napenergiáján történő bejutását, amely a patak olyan összetevője, amely soha nem haladja meg az 1,1 millió km / h sebességet. A "lassú" itt relatív kifejezés; a "gyors" szélszél kb. kétszer ilyen sebességgel elcsúszik.
A tudósok már tudták, hogy a gyors napszél nagy koronális „lyukakban” származik - olyan foltokban, ahol a külső légkör lényegesen hidegebb és vékonyabb, mint a normál, a naposzlopok közelében. És a Field adatok azt sugallják, hogy a lassú szél a koronális lyukakból is jön, de a napellenző közelében található kisebbekből.
A mezők meglepő visszafordításokat is megfigyeltek az űrhajó mögött áramló napenergia-mágneses mezőben: A mező néha 180 fokkal elfordította tájolását, majd másodpercekben vagy percekben néhány másodpercen belül visszafordult.
"Ezek a visszatérések valószínűleg valamilyen plazmafúvókához kapcsolódnak" - nyilatkozta a tanulmány vezető szerzője és a Fields vezető kutatója, Stuart Bale, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem fizikaprofesszora. "Az a véleményem, hogy ezek az átkapcsolások vagy fúvókák központi szerepet játszanak a napenergia szélfűtés problémájában."
Adatok a SWEAP-tóleközben azt jelzik, hogy az ilyen fordulások "S-alakú kanyarok a napsugárzó mezõvonalakban", ahogyan Verscharen állította, és hogy a szárnyak növelik a napsugárzó szél sebességét.
Megállapítások az ISoIS-tól segítsen pontosítani ezt a kialakuló képet. A műszer adatai azt mutatják, hogy az energiaszolár-részecskék hosszabb ideig tartanak, mint amire korábban számítottak, hogy elérjék a PSP-t, talán azért, mert a meglepően S alakú mezővonalak mentén haladnak.
Az ISoIS számos olyan részecskeszakadást is észlelt, amelyek nem elég drámai, hogy a műszerek észrevegyék a Földön.
Elképesztő - még a napsugárzás minimális körülményei között is a Nap sokkal apróbb energiájú részecske-eseményeket generál, mint gondolnánk. ”- nyilatkozta David McComas a Princeton University-ből, az ISoIS egyik fő kutatója és egyik új tanulmány vezető szerzője. (A napelemes aktivitás egy 11 éves cikluson keresztül vándorol és csökken, és csillagunk jelenleg egy viszonylag inaktív fázisban van.)
"Ezek a mérések elősegítik a napenergia-részecskék forrásainak, gyorsulásának és szállításának kibontását, és végül jobban védik a műholdakat és az űrhajósokat a jövőben" - tette hozzá McComas.
És a WISPR világosabb képet ad a tudósokról a napról, a koronáról és a komplexumról, amely közvetlenül a csillagunkat körülveszi. A WISPR képei segítenek a többi eszköz által összegyűjtött információk megfelelő összefüggésbe helyezésében, és önmagában is betekintést nyújtanak.
Például a negyedik új tanulmány Jelentések szerint a WISPR fényképei bizonyítékokkal szolgálnak a nap közelében lévő pormentes zónáról, amelyet posztuláltak, de még nem fedeztek fel közvetlenül. "A PSP-ből származó részletes képek a napszél térbeli változásait is mutatják, amelyek összhangban állnak a nap mágneses mezőjének a felületén bekövetkező változásokkal, és felfedik a plazma kis foltjait, amelyek a napból kitolódnak és a fiatal napszél részét képezik, "Verscharen írta.
A Java még hátra van
A nap-szél válasz jelenleg részleges, és még mindig nem tisztázott, hogy pontosan mekkora a korona olyan drámai módon (bár az új eredmények érdekes nyomokat tartalmaznak). De a PSP-csapatnak sok ideje van kitölteni a kitöltéseket, mivel ezek az újonnan közzétett eredmények csak a kezdet. Az űrhajót úgy tervezték, hogy 2025-ig folytassa a nap tanulmányozását, és perifériás járatai egyre közelebb kerülnek, köszönhetően a Vénusz.
Például a PSP végső tudományos pályája a napsugár felületétől mindössze 3,83 millió mérföld (6,16 millió km) távolságra tart, és a maximális sebessége körülbelül 430 000 mph (690 000 km / h).
És ezek a jövőbeni közeli megközelítések gyakoribbak lesznek, mert a PSP útja a nap körül csökken. A szonda keringési periódusa jelenleg körülbelül 150 Föld nap, de a misszió végén 88 nap lesz.
A misszió hossza lehetővé teszi a PSP-csoport számára, hogy 11 éves tevékenységi ciklusának különféle szakaszaiban tanulmányozza a napot. Tehát a napsütötte űrhajóknak érdekes adatokból kell gyűjteniük azokat, amelyek sokáig elfoglalják a kutatókat.
"Várható, hogy a PSP-adatok sok éven át irányítják a nap és a napszél megértését" - írta Verscharen. "Az új modelleket és elméleteket az űrhajók felfedezései motiválják, és ezeket az ismereteket át lehet adni más csillagokhoz és az asztrofizikai plazmákhoz az egész világegyetemben."
- Íme, hogy néz ki a Föld, ha a Nap felé tart
- Solar Quiz: Mennyire ismeri a napunkat?
- Indítsa el a Fotókat! A NASA Parker napenergia-érzékelője felrobbant, hogy megérintse a napot
Ezt a történetet 14:00kor frissítették. Az EST David McComas nyilatkozatát tartalmazza.
Mike Wall könyve az idegen élet kereséséről "Kint"(Grand Central Publishing, 2018; illusztrálja: Karl Tate), már kint van. Kövesse őt a Twitteren @michaeldwall. Kövess minket a Twitteren @Spacedotcom vagy Facebook.
