Аппарат NASA по изучению Солнца Parker Solar Probe «прикоснулся» к звезде. Впервые в истории

Приятно жить во времена научно-технического прогресса – прямо сейчас, буквально на наших глазах, впервые в истории космический аппарат максимально близко подошел к Солнцу. В эту новость даже как-то сложно поверить, ведь наша звезда – огромный и горячий шар, свет от которого достигает нашей кожи с расстояния почти 150 миллионов километров! И хотя сегодня мы знаем о Солнце многим больше, чем 100 или 50 лет назад, у ученых по-прежнему много вопросов к этому огненному шару. Хорошие новости заключаются в том, что на часть этих вопросов мы очень скоро получим ответ: еще в апреле зонд NASA Parker успешно пролетел через солнечную корону (или верхние слои атмосферы), чтобы взять пробы частиц и их магнитных полей. «На протяжении веков человечество могло наблюдать эту атмосферу только издалека», – заявила на пресс-конференции Никола Фокс, директор отдела гелиофизики NASA. «Теперь… мы наконец прибыли. Человечество прикоснулось к Солнцу».

Миссия Orbiter стартовала 10 февраля 2020 года, а первые снимки были получены уже в июле, включая самые детальные на сегодняшний день фотографии нашей звезды. Подробнее о том, как были получены эти удивительные кадры, читайте в материале моего коллеги Александра Богданова.

Мы до сих пор не знаем почему внешняя атмосфера Солнца — корона, такая горячая и почему из нее вырывается солнечный ветер.

Огненный шар

Ближайшая к Солнцу планета Меркурий – самая маленькая планета земной группы (к ней относятся также Земля, Венера и Марс). Ее плотное металлическое ядро покрыто скалистой мантией и твердой корой. Но несмотря на близость к звезде, Меркурий не является самой жаркой планетой в Солнечной системе: температура на поверхности может колебаться от 426 градусов Цельсия днем и до -178 градусов ночью.

Безусловно, Меркурий полон загадок, но еще больше тайн скрывает в себе Солнце. Отправив массу космических аппаратов изучать планеты Солнечной системы, ученые, наконец, смогли создать зонд, который буквально «прикоснулся» к светилу и не сгорел. Миссия Orbiter стартовала в феврале 2020 года и с тех пор совершает сложнейшее роботизированное исследование космоса.

Космический аппарат NASA Solar Parker – описание миссии

Первые результаты солнечного тура были опубликованы зимой 2019 года. Благодаря полученным данным весь мир наконец узнал – солнечная корона высвобождает мощные потоки высокоэнергетических частиц (солнечный ветер). Более того, оказалось, что ветер более турбулентный вблизи звезды, нежели в окрестностях нашей планеты.

Исследователи также обратили внимание на сдвиги в магнитном поле Солнца – вблизи поверхности звезды оно поворачивается на 180 градусов – вот почему солнечный ветер разгоняется до рекордных скоростей. Новые данные, кажется, еще более ошеломительны.

Солнечный тур

Итак, Солнце не является твердой сферой, как наша Земля и у него есть область, в которой огромная гравитация удерживает солнечный материал, извергающийся в результате синтеза. Но на определенном расстоянии от Солнца гравитационные и магнитные поля больше не способны удерживать этот материал близко. Наблюдения, проведенные зондом 28 апреля (когда аппарат пролетел мимо Солнца в восьмой раз), показывают, что космическому кораблю впервые удалось проникнуть в солнечную атмосферу, или корону.

Сложно недооценить важность этого события, ведь Parker поможет ученым раскрыть неизвестную и важную информацию о ближайшей к Земле звезде, в том числе о том, какое влияние на нашу планету оказывает поток солнечных частиц. К счастью, проблемы, связанные с прикосновением к Солнцу, хорошо документированы. Так, мы знаем, что ближайшая к Земле звезда не имеет твердой поверхности и описывается в одном видео NASA как «гигантский шар горячей плазмы, который удерживается вместе собственной гравитацией».

Паркер выдерживает экстремальные температуры вблизи Солнечной короны

Интересно, что именно солнечный материал помогает формировать корону звезды – область, значительно более горячую, чем фактическая поверхность Солнца. Температура короны в самой горячей точке может достигать 500 тыс. градусов Цельсия. Некоторые из этих горячих и быстрых частиц из короны в конечном итоге вылетают в космос в виде солнечного ветра.

К тому времени, когда солнечный ветер достигает поверхности Земли, находящейся на расстоянии 150 миллионов километров, он превращается в безжалостный встречный ветер частиц и магнитных полей, – отмечают специалисты.

Эксперты долгое время пытались предсказать события космической погоды из-за суровой окружающей среды вокруг Солнца. Ученые также попытались узнать больше о границе, называемой критической поверхностью Альфвена, которая отмечает конец солнечной атмосферы и начало солнечного ветра.

Миссия длиною в жизнь

В 1958 году исследователи из NASA составили список миссий, многие из которых в конечном итоге стали реальностью. Но достигнуть Солнца? Едва ли. Но жизнь бывает намного интереснее научной фантастики и Parker, наконец, вошел в солнечную атмосферу во время своего восьмого облета Солнца. Впервые, по данным NASA, космический корабль «оказался в регионе, где магнитные поля были достаточно сильными, чтобы доминировать над движением частиц там».

Хотя для подтверждения данных потребуются месяцы, условия, обнаруженные солнечным зондом, являются окончательным доказательством того, что космический корабль прошел критическую поверхность Альфвена и вошел в солнечную атмосферу.

Наши возможности изучения Солнце, кажется, почти безграничны

«Это реально. Parker действительно вошел в атмосферу Солнца примерно на пять часов. Мы улыбались и старались держать рот на замке, пока не были окончательно в этом уверены. Успешный облет не будет последним, так как ожидается, что космический корабль пролетит через корону в январе 2022 года», – пишут исследователи.

Ученые также обратили внимание на солнечные пятна, которые выстраиваются в линию с магнитными воронками, исходящими из фотосферы – так называемые супергранулы. Эта информация невероятно полезна для понимания физики Солнца, так как воронки могут находиться там, где возникают частицы солнечного ветра. Поверхность звезде тоже оказалась полна сюрпризов: она неоднородна, и, вероятно, меняется в зависимости от активности солнечного ветра (и зависит от 11-летнего солнечного цикла Солнца).

На этой иллюстрации показана наша солнечная система, подвешенная в «пузыре» защитного солнечного ветра, известного как гелиосфера. Там, где заканчивается сфера, резкие космические лучи сталкиваются с нашей солнечной системой.

Ну а теперь самое интересное: когда Parker пролетал через солнечную атмосферу, он зачерпнул немного плазмы в специальный прибор, чашку Фарадея – металлическая (проводящая) чаша, предназначенная для улавливания заряженных частиц в вакууме. Словом, по мере того, как Parker приближается к Солнцу, он, вероятно, раскроет больше информации о солнечных явлениях и поможет людям понять и спрогнозировать экстремальные явления космической погоды, которые могут нарушить связь и повредить спутники вокруг Земли.

Ожидается, что в будущих полетах зонд NASA подкрадется еще ближе к Солнцу, приблизившись к звезде на 6,16 миллиона км от ее видимой поверхности, – сообщают исследователи.

Магнитное поле не однородно – внутри короны оно сильнее, чем снаружи

Следующий облет Солнечной системы Parker Solar Probe запланирован на конец февраля 2022 года. Все это время аппарат будет собирать данные – до и после сближения с звездой. Но есть в этой миссии кое-что, возможно, самое главное – «прикосновение» к Солнцу и будущие миссии однозначно позволят человечеству совершать умопомрачительные открытия. Впервые в истории наши возможности безграничны.

Источник