Mākslinieka attēlojums ar NASA Pārkera Saules zondi, kas vāc datus par sauli.
(Attēls: © Johns Hopkins Universitātes Lietišķās fizikas laboratorija)
Saule sāk atteikties no dažiem no saviem vissargātākajiem noslēpumiem.
Pirmie zinātnes rezultāti ir no NASA Pārkera saules zonde (PSP), kas ir lidojis ātrāk un tuvāk saulei nekā jebkurš cits cilvēku radīts objekts vēsturē.
Sākotnējie PSP rezultāti, par kuriem tiek ziņots četros šodien (4. decembrī) tiešsaistē publicētajos rakstos žurnālā Nature, sāk pacelt Zemes zvaigznes plīvuru, kas ir palicis pārsteidzoši noslēpumains, neskatoties uz to, ka mūžīgi ir spožākā gaisma mūsu debesīs.
"Šie četri raksti parāda, ka, dodoties uz neizpētītu Saules sistēmas reģionu, PSP jau ir paveicis lielus atklājumus," pavadošajā "News and New London" rakstīja Daniels Versčarēns, Londonas Universitātes Koledžas Mullard kosmosa zinātnes laboratorijas pētnieks. Skati ”ir tajā pašā Dabas numurā. Verscharen nebija iesaistīts nevienā no jaunajiem pētījumiem.
Skūpstot sauli
PSP tika uzsākta 2018. gada augustā, misijā 1,5 miljardu USD apjomā, lai palīdzētu pētniekiem labāk izprast saules iekšējo darbību.
Misijas zinātnieki ir īpaši ieinteresēti divu ilgstošu mīklu risināšanā: kā no saules nepārtraukti plūstošo daļiņu straume, kas pazīstama kā saules vējš, tiek paātrināta līdz tā milzīgajam ātrumam; un kāpēc ir saules ārējā atmosfēra jeb korona tik karsts nekā tā virsma. (Koronas temperatūra var sasniegt 2 miljonus grādu pēc Fārenheita vai 1,1 miljonu grādi pēc Celsija. Saules virsma ir tieši mērena, salīdzinot ar 11 000 F vai 6000 C).
PSP risina šos jautājumus, nekaunīgi cenšoties iedziļināties korona pati. Aptuveni reizi piecos mēnešos zonde tuvina saules kvēlojošo atmosfēru, iegūstot nepieredzētu tuvredzību mūsu zvaigznei.
Šīs tuvākās pieejas jeb perifērās ejas PSP līdz šim ir veikušas 15 miljonu jūdžu (24 miljoni kilometru) attālumā no Saules virsmas. Pirms šīs misijas tuvākā zonde, kas jebkad bija nokļuvusi saulē, bija 26,55 miljonu jūdžu (42,73 miljoni km) - lādiņš, kuru 1976. gadā novilka kuģis Helios 2 ar Amerikas Savienoto Valstu un bijušās Rietumvācijas kopīgiem centieniem.
Helios 2 uzstādīja arī ātrākā ātruma rekordu attiecībā pret sauli ar ātrumu 153 454 mph (246 960 km / h). Šo atzīmi salauza NASA Juno Jupitera orbiters, sasniedzot 165 000 jūdzes stundā (265 000 km / h) laikā, kad ieradās gāzes gigants 2016. gada jūlijā. Bet PSP tagad ir ātruma karalis: Kosmosa kuģa pirmās perifērijas caurlaides laikā novembrī. 2018. gada 6. janvārī saules spēcīgais gravitācija PSP paātrināja līdz a maksimālais ātrums 213 243 mph (343 181 km / h).
Stāvoklis koronā, protams, ir ārkārtējs, tāpēc PSP ir aprīkots ar dažām lieljaudas bruņām: 4,5 collu biezu (11,4 centimetru) oglekļa kompozītu vairogu, kas aizsargā kuģi un tā četrus zinātniskos instrumentus no intensīvas karstuma un starojums.
Šie instrumenti ir lauka eksperiments (lauki), kas cita starpā mēra elektriskos un magnētiskos laukus un viļņus; Saules integrētā zinātniskā izpēte (ISoIS), kas raksturo elektronus, protonus un smagos jonus, kas saules atmosfērā un ārpus tās tiek paātrināti līdz lielam ātrumam; plaša lauka attēlotājs saules zondei (WISPR), teleskopu komplekts, kas attēlo koronu un apkārtni; un Saules vēja elektronu alfa un protonu (SWEAP) izpēte, kurā tiek pētīti visbagātākie komponenti saules vējš (elektroni, protoni un hēlija joni).
Četros jaunajos dokumentos ir ziņots par to, ko šie instrumenti novēroja PSP pirmajos divos perifērijas posmos, kas notika 2018. gada novembrī un 2019. gada aprīlī.
"Lēna" saules vēja izsekošana līdz tā avotam
Viens no pētījumiem, piemēram, atklāja, ka Fields sāk saņemt preces ar “lēnu” saules vēju, kas ir straumes sastāvdaļa, kas nekad nepārsniedz 1,1 miljonu mph (1,8 miljoni km / h). "Lēns" šeit ir relatīvs termins; "ātrs" saules vējš riņķo apmēram divreiz ātrāk.
Zinātnieki jau zināja, ka ātrais saules vējš rodas lielos koronālos "caurumos" - plankumos, kur ārējā atmosfēra ir ievērojami vēsāka un plānāka nekā parasti - netālu no saules stabiem. Field dati liecina, ka lēns vējš nāk arī no koronālajiem caurumiem, bet no mazākiem, kas atrodas netālu no Saules ekvatora.
Lauki novēroja arī pārsteidzošus apgriezienus saules magnētiskajā laukā, kas plūst garām kosmosa kuģim: Lauks dažreiz pagrieza savu orientāciju par 180 grādiem un pēc tam dažu sekunžu vai minūšu laikā atkal pagriezās atpakaļ.
"Šīs pārslēgšanās, iespējams, ir saistītas ar kaut kādām plazmas strūklām," teikts pētījuma vadošā autora un Field galvenā pētnieka Stjuarta Bāles, Kalifornijas universitātes Bērklijas fizikas profesora Stjuarta Bāla paziņojumā. "Mana sajūta ir tāda, ka šie pārslēgumi vai sprauslas ir galvenie saules vēja sildīšanas problēmai."
Dati no SWEAPtikmēr norādiet, ka šādi apgriezieni ir "ceļojoši S formas līkumi lauka līnijās, kas nāk no saules", kā sacījis Verscharen, un ka flipi palielina saules vēja ātrumu.
Secinājumi no ISoIS palīdziet precizēt šo jauno ainu. Instrumenta dati rāda, ka, lai sasniegtu PSP, enerģētiskās saules daļiņas prasa ilgāku laiku nekā paredzēts, iespējams, tāpēc, ka tās pārvietojas pa pārsteidzoši S formas lauka līnijām.
ISoIS ir arī atklājis vairākus daļiņu pārrāvumus, kas nav pietiekami dramatiski, lai tos pamanītu ar instrumentiem šeit uz Zemes.
"Tas ir pārsteidzoši - pat pie minimāliem saules apstākļiem saule rada daudz sīkāku enerģētisko daļiņu notikumu, nekā mēs jebkad domājām," paziņojumā sacīja Dāvids Makkomoss no Prinstonas universitātes, ISoIS galvenais pētnieks un viena no jauno pētījumu galvenais autors. (Saules aktivitātes vaski un mazināšanās notiek 11 gadu ciklā, un mūsu zvaigzne šobrīd atrodas salīdzinoši neaktīvā fāzē.)
"Šie mērījumi palīdzēs mums atšķetināt saules enerģētisko daļiņu avotus, paātrinājumu un transportēšanu un galu galā labāk aizsargāt satelītus un astronautus nākotnē," piebilda Makkomomass.
Un WISPR sniedz zinātniekiem skaidrāku priekšstatu par sauli, koronu un sarežģīto, roiling reģionu, kas tūlīt ieskauj mūsu zvaigzni. WISPR attēli palīdz citu instrumentu apkopoto informāciju ievietot atbilstošā kontekstā un arī sniedz ieskatu pats par sevi.
Piemēram, ceturtais jaunais pētījums ziņojumi, WISPR fotoattēli sniedz dažus pierādījumus par zonu, kas brīva no putekļiem atrodas pie saules, kas ir postulēta, bet vēl nav tieši atklāta. "Sīki izstrādātie PSP attēli parāda arī saules vēja telpiskās variācijas, kas atbilst saules magnētiskā lauka variācijām uz tās virsmas, un atklāj mazus plazmas plankumus, kas izdalās no saules un veido daļu no jaunā saules vēja, "Verscharen rakstīja.
Labākais vēl tikai priekšā
Saules vēja atbilde šobrīd ir daļēja, un joprojām nav skaidrs, cik precīzi korona tiek tik karsta (lai gan jaunie rezultāti sniedz dažas intriģējošas norādes). Bet PSP komandai ir pietiekami daudz laika, lai aizpildītu tukšās vietas, jo šie nesen publicētie rezultāti ir tikai sākums. Kosmosa kuģis ir paredzēts, lai turpinātu pētīt sauli līdz 2025. gadam, un tā perifērijas fragmenti turpinās tuvināties un tuvināties, pateicoties trajektoriju veidojošajiem flybys Venera.
Piemēram, PSP pēdējā zinātniskā orbītā to vedīs tikai 3,83 miljonu jūdžu (6,16 miljoni km) attālumā no Saules virsmas, un tās maksimālais ātrums būs aptuveni 430 000 mph (690 000 km / h).
Šīs tuvās pieejas nākotnē kļūs arvien biežākas, jo PSP ceļš ap sauli saruks. Zondes orbitālais periods šobrīd ir aptuveni 150 Zemes dienas, bet misijas beigās būs 88 dienas.
Šīs misijas ilgums ļaus PSP komandai pētīt sauli tās 11 gadu darbības cikla dažādos posmos. Tātad kosmosa kuģim, kas skūpstās pēc saules gaismas, vajadzētu apkopot interesantu datu krājumus, kas ilgstoši uzturētu pētniekus aizņemtos.
"Paredzams, ka PSP dati daudzus gadus vadīs mūsu izpratni par sauli un saules vēju," rakstīja Verscharen. "Jaunos modeļus un teorijas motivēs kosmosa kuģa atklājumi, un šīs zināšanas būs nododamas citām zvaigznēm un astrofizikas plazmām visā Visumā."
- Lūk, kāda izskatās Zeme, kad dodaties uz sauli
- Viktorīna par sauli: cik labi jūs zināt mūsu sauli?
- Palaidiet fotoattēlus! NASA Pārkera Saules zonde uzspridzina, lai pieskartos saulei
Šis stāsts tika atjaunināts plkst. 14:00. EST iekļaut Deivida Makkomoma paziņojumu.
Maika Valla grāmata par svešas dzīves meklējumiem "Tur ārā"(Grand Central Publishing, 2018; ilustrējis Kārlis Teits), ir beidzies. Sekojiet viņam Twitter @michaeldwall. Sekojiet mums Twitter @Spacedotcom vai Facebook.
