Kunstniku kujutis NASA Päker-sondist Parker, mis kogub andmeid päikese kohta.
(Pilt: © Johns Hopkinsi ülikooli rakendusfüüsika labor)
Päike hakkab loobuma mõnest oma kõige valvemini valvatavast saladusest.
Esimesed teaduslikud tulemused on pärit NASA-st Parker Päikesesond (PSP), mis on lennanud kiiremini ja päikesele lähemale kui ükski teine ajaloo jooksul inimese loodud objekt.
Esialgne PSP-i tagasitulek, millest teatatakse neljas täna (4. detsembril) ajakirjas Nature avaldatud veebiväljaandes, hakkab Maa tähe loori tõstma, mis on jäänud üllatavalt salapäraseks, hoolimata sellest, et ta on igavesti kõige eredam valgus.
"Need neli paberit näitavad, et PSP on Päikesesüsteemi uurimata piirkonda minnes teinud juba suuri avastusi," kirjutas Londoni ülikooli kolledži Mullardi kosmoseteaduse labori teadur Daniel Verscharen kaasnevas "News and Vaated "tükk samas Looduse numbris. Verscharen ei olnud seotud ühegi uue uuringuga.
Päikese suudlemine
PSP käivitati 2018. aasta augustis, mis on 1,5 miljardi dollari suurune missioon, mis aitab teadlastel paremini mõista päikese sisemist toimimist.
Misjoniteadlased on eriti huvitatud kahe pikaajalise mõistatuse lahendamisest: kuidas päikesest pidevalt tuulev osakeste voog, mida tuntakse päikesetuulena, kiirendatakse selle tohutute kiirusteni; ja miks on päikese välimine atmosfäär ehk koroon? nii palju kuumem kui selle pind. (Corona temperatuur võib ületada 2 miljonit kraadi Fahrenheiti ehk 1,1 miljonit kraadi Celsiuse järgi. Päikese pind on võrdlemisi mõõdukas temperatuuril 11 000 F või 6000 C).
PSP tegeleb nende küsimustega, tehes vapralt tüli koroona ise. Umbes iga viie kuu tagant suumib sond läbi päikselise atmosfääri, saades meie tähele enneolematu lähivaate.
Need lähimad lähenemised ehk perifeersed lõigud on viinud PSP tänaseni Päikese pinnast 15 miljoni miili (24 miljonit kilomeetrit) kaugusele. Enne seda missiooni oli lähim sond, mis kunagi päikese kätte oli jõudnud, 26,55 miljoni miili (42,73 miljonit km) - 1976. aastal veesõiduki Helios 2 poolt Ameerika Ühendriikide ja endise Lääne-Saksamaa ühist jõupingutust mööda tõmbanud feat.
Helios 2 püstitas ka päikese kiireima kiiruse rekordi kiirusel 153 454 km / h (246 960 km / h). Selle märgi purustas NASA Juno Jupiteri orbiit, mis jõudis gaasihiiglisse saabudes juulis 2016. aastal 165 000 km / h (265 000 km / h). PSP on nüüd aga kiirusekuningas: kosmoselaeva esimese perifeeria läbimise ajal novembris. 6, 2018 kiirendas päikese võimas raskusjõud PSP a-ni tippkiirus 213 243 miili tunnis (343 181 km / h).
Koroonas on tingimused muidugi äärmuslikud, nii et PSP on varustatud mõne raskeveokitega: 4,5-tollise (11,4 sentimeetri) süsinik-komposiitkilbiga, mis kaitseb veesõidukit ja selle nelja teadusinstrumenti tugeva kuumuse ja kiirgus.
Need instrumendid on väljade eksperiment (Fields), mis muu hulgas mõõdab elektri- ja magnetvälju ning laineid; Päikese integreeritud teadusuuring (ISoIS), mis iseloomustab elektronid, prootonid ja rasked ioonid, mis on päikese atmosfääris ja kaugemal kiirendatud suure kiirusega; päikesesondi (WISPR) lainiväljade pildistaja, teleskoopide komplekt, mis kujutab korooni ja selle ümbrust; ning päikesetuule elektronide alfade ja prootonite (SWEAP) uurimine, milles uuritakse kõige rikkalikumaid koostisosi päikesetuul (elektronid, prootonid ja heeliumiioonid).
Neli uut dokumenti käsitlevad seda, mida need instrumendid vaatlesid PSP kahe esimese periheliooni läbimise ajal, mis toimus novembris 2018 ja aprillis 2019.
"Aeglase" päikesetuule jälgimine selle allikani
Üks uuringutestnäiteks avastas, et Fields hakkab kaupu hankima "aeglasel" päikesetuulel - voolu komponendil, mis ei ületa kunagi 1,1 miljonit km / h. "Aeglane" on siin suhteline termin; "kiire" päikesetuul tõmbub mööda kiirust umbes kaks korda kiiremini.
Teadlased teadsid juba, et kiire päikesetuul pärineb suurtest koronaalsetest "aukudest" - laigudest, kus välisõhkkond on tavalisest tunduvalt jahedam ja õhem - päikesepooluste lähedal. Ja väljade andmed viitavad sellele, et aeglane tuul tuleb ka mitte koronaalaukudest, vaid väiksematest, mis asuvad Päikese ekvaatori lähedal.
Põllud täheldasid ka kosmoselaevast mööda voolavas päikesemagnetväljas üllatavaid pöördeid: väli pööras vahel oma orientatsiooni 180 kraadi ja siis mõne sekundi või minuti jooksul jälle tagasi.
"Need tagasilöögid on tõenäoliselt seotud mingisuguste plasmajoadega," ütles uuringu juhtiv autor ja väljade peamine uurija Stuart Bale, Berkeley California ülikooli füüsikaprofessor, oma avalduses. "Minu enda arvates on need tagasilükkamised ehk düüsid päikesetuule soojendamise probleemis kesksel kohal."
Andmed SWEAP-istvahepeal osutavad, et sellised ümberpöördumised on "päikese poole tulevatel põlluliinidel liikuvad S-kujulised kurvid", nagu Verscharen ütles, ja et klapid suurendavad päikesetuule kiirust.
ISoIS-i leiud aidake kujundada see pilt välja. Instrumendi andmed näitavad, et PSP-ni jõudmiseks kulub päikesepaistelistel energiaosakestel kauem, kui seni arvati, võib-olla seetõttu, et need liiguvad mööda üllatavalt S-kujulisi väljajooni.
ISoIS on tuvastanud ka mitmed osakeste purunemised, mis pole piisavalt dramaatilised, et neid siin Maa peal instrumendid märkaksid.
"See on hämmastav - isegi päikese minimaalsetes tingimustes tekitab päike palju rohkem pisikesi energeetilisi osakesi, kui me kunagi arvasime," ütles David McComas Princetoni ülikoolist, ISoIS-i uurija ja ühe uue uuringu juhtiv autor. (Päikese aktiivsus vahaneb ja väheneb 11-aastase tsükli jooksul ja meie täht on praegu suhteliselt passiivses faasis.)
"Need mõõtmised aitavad meil päikeseenergiliste osakeste allikaid, kiirendust ja transporti lahti harutada ja lõpuks paremini kaitsta satelliite ja astronaute," lisas McComas.
Ja WISPR annab teadlastele selgema pildi päikesest, koroonast ja keerulisest, meie tähte ümbritsevast keerulisest piirkonnast. WISPRi pildid aitavad teiste instrumentide kogutud teavet viia sobivasse konteksti ja pakuvad ka omaette teadmisi.
Näiteks neljas uus uuring Aruannete kohaselt pakuvad WISPR-i fotod tõendusmaterjali päikese lähedal asuva tolmuvaba tsooni kohta, mis on eeldatud, kuid pole veel otseselt tuvastatud. "PSP detailsed kujutised näitavad ka päikesetuule ruumilisi muutusi, mis on kooskõlas päikese pinna magnetvälja muutustega selle pinnal, ning paljastavad väikesed plasmaplokid, mis väljuvad päikesest ja moodustavad osa noorest päikesetuulest, "Verscharen kirjutas.
Parim on alles ees
Päikese-tuule vastus on praegu osaline ja pole veel selge, kuidas täpselt koroonat nii dramaatiliselt kuumutatakse (ehkki uued tulemused pakuvad intrigeerivaid vihjeid). Kuid PSP meeskonnal on palju aega tühikute täitmiseks, sest need värskelt avaldatud tulemused on alles algus. Kosmoseaparaat on kavandatud päikese uurimiseks kuni 2025. aastani ning selle perifeersed läbikäigud lähevad üha lähemale tänu trajektoori kujundavatele lendoravadele Veenus.
Näiteks PSP teaduse lõplik orbiit viib selle kõigest 3,83 miljoni miili (6,16 miljonit km) kaugusel Päikese pinnast ja tippkiiruseks on umbes 430 000 km / h (690 000 km / h).
Ja need tulevased lähedased lähenemised muutuvad sagedasemaks, sest PSP tee päikese ümber lüheneb. Sondi orbitaalperiood on praegu umbes 150 Maa päeva, kuid missiooni lõpuks on see 88 päeva.
Selle missiooni pikkus võimaldab PSP meeskonnal uurida päikest oma 11-aastase tegevustsükli erinevatel etappidel. Niisiis, päikese käes suudlev kosmoselaev peaks koguma huvitavate andmete koguseid, mis hoiavad teadlasi pikka aega hõivatud.
"Eeldatakse, et PSP andmed juhivad meie mõistmist päikesest ja päikesetuulest aastaid," kirjutas Verscharen. "Uute mudelite ja teooriate ajendiks on kosmoseaparaadi avastused ja neid teadmisi saab kogu universumis edastada teistele tähtedele ja astrofüüsikalistele plasmadele."
- Siit saate teada, kuidas Maa paistab päikese poole liikudes
- Päikeseenergia viktoriin: kui hästi te teate meie päikest?
- Käivitage fotod! NASA Parkeri päikesesond puhub päikese puudutamiseks välja
Seda lugu uuendati kell 14.00. EST lisab David McComase avalduse.
Mike Walli raamat võõra elu otsingutest "Seal väljas"(Grand Central Publishing, 2018; illustreerinud Karl Tate), on nüüd väljas. Jälgi teda Twitteris @michaeldwall. Jälgi meid Twitteris @Spacedotcom või Facebook.
