O Słońcu wiemy coraz więcej. "Potrzebowaliśmy misji takiej jak ta"

Sonda słoneczna Parker Solar Probe wystartowała w kosmos w 2018 roku i osiągnęła najmniejszy w historii lotów kosmicznych dystans do Słońca - 24 miliony kilometrów. Dzięki najnowocześniejszym przyrządom wykonała trzy z 24 planowanych przejść przez nieznane dotąd części atmosfery wokół Słońca.

Procesy występujące na Słońcu mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia tego, jak kształtuje się przestrzeń wokół nas. Nowe odkrycia dostarczają informacji o zachowywaniu się różnych cząstek pochodzących ze Słońca i pozwalają odpowiedzieć na podstawowe pytania dotyczące fizyki gwiazdy. Dane pomogą też badaczom zaktualizować modele, których używają do tej pory, aby lepiej przewidywać warunki panujące wokół Ziemi oraz zrozumieć procesy tworzone przez gwiazdy.

- Słońce fascynowało ludzkość zawsze - powiedział Nour E. Raouafi, naukowiec z Laboratorium w Maryland, który zaplanował misję i zarządza nią. - W ciągu ostatnich dziesięcioleci wiele dowiedzieliśmy się o Słońcu, ale aby wejść w jego atmosferę, zdecydowanie potrzebowaliśmy misji takiej jak ta. Tylko w ten sposób możemy naprawdę poznać szczegóły złożonych procesów zachodzących wokół Słońca. A to, czego nauczyliśmy się tylko dzięki trzem orbitom, zmieniło wiele na temat tego, co wiemy o gwieździe - wyjaśnił.

Niektóre pomiary sondy przybliżają naukowców do odpowiedzi na pytania zadawane od dekad. Jedno z nich dotyczy tego, jak dokładnie wiatr słoneczny uwalnia się ze Słońca.

Wiatr słoneczny jest częścią materiału wydzielanego przez Słońce, który rozchodzi się w całym Układzie Słonecznym. Podobnie jak Słońce składa się z plazmy, w której ujemnie naładowane elektrony oddzieliły się od dodatnio naładowanych, tworząc morze swobodnie unoszących się cząstek o indywidualnym ładunku elektrycznym.

Obserwowany w pobliżu Ziemi wiatr słoneczny jest stosunkowo równomiernym przepływem plazmy z nagłymi wahnięciami w niektórych momentach. Sonda, znajdując się blisko źródła wiatru, ukazała inny i skomplikowany system. Zaobserwowała wiatr w momencie, gdy się obracał.

Z odległości Ziemi widzimy wiatr przepływający prawie promieniowo. Oznacza to, że ​​uwalnia się bezpośrednio ze Słońca i płynie prosto we wszystkich kierunkach. Ale Słońce, uwalniając wiatr, obraca się, a wiatr zanim się uwolni, wiruje razem z nim. Przypomina to jazdę na karuzeli. Atmosfera krąży wraz ze Słońcem, podobnie jak zewnętrzna część karuzeli. Im dalej od centrum, tym porusza się szybciej.

- Duży przepływ obrotowy wiatru słonecznego obserwowany podczas pierwszych spotkań sondy ze Słońcem był prawdziwą niespodzianką - powiedział główny badacz Justin Kasper.

Stuart Bale, badacz z Uniwersytetu w Berkeley, przyznał, że zdążył już oswoić się z zaskakującymi pomiarami, ale gdy przedstawiał je innym, byli zszokowani. - Z obserwacji wynika, że wiatr słoneczny jest znacznie bardziej impulsywny i niestabilny niż to, co możemy obserwować z odległości naszej planety - podkreślił.

Wśród wielu promieni, które nieustannie uchodzą ze Słońca, znajduje się stała wiązka szybko poruszających się elektronów, które przemieszczają się wzdłuż linii pola magnetycznego Słońca w kierunku Układu Słonecznego. Sonda wykazała przepływ elektronów zmierzających w przeciwnym kierunku, co świadczy o zakłóceniach pola. Wynika z tego, że w związku z tymi zakłóceniami pole magnetyczne musi się wyginać.

Wyniki badań są kluczowe dla zrozumienia tego, w jaki sposób wiatr rozprasza energię, gdy uwalnia się ze Słońca i rozprzestrzenia w Układzie Słonecznym.

Kolejnym pytaniem, na które można odpowiedzieć, jest to dotyczące strefy wolnej od pyłu w kosmosie. Nasz Układ Słoneczny bogaty jest w pył pochodzący z wybuchów, dzięki którym powstały planety, asteroidy, komety i inne ciała niebieskie. Naukowcy od dawna podejrzewali, że Słońce podgrzewało pył znajdujący się w jego pobliżu do wysokich temperatur, zmieniając go w gaz i tworząc obszar pozbawiony pyłu. Nikt jednak wcześniej tego nie zauważył.

Autorzy misji sondy Parker jako pierwsi dostrzegli, że kosmiczny pył zaczyna się rozrzedzać. Przyrząd sondy, zwrócony w bok statku, jest w stanie zobaczyć obszary wokół Słońca. Obserwacje pokazują, że pył zaczyna się rozrzedzać nieco ponad 12 milionów kilometrów od Słońca.

Pomiary sondy dały wgląd na dwa rodzaje kosmicznych zjawisk pogodowych: burze cząstek energetycznych i wyrzuty masy koronalnej.

Aktywność małych cząsteczek - zarówno elektrony, jak i jony - przyspieszana jest przez aktywność słoneczną, która tworzy burze cząstek energetycznych. Wydarzenia na Słońcu mogą powodować wystrzeliwanie tych cząsteczek do Układu Słonecznego z prędkością zbliżoną do prędkości światła. Według tych danych, ​​docierają one do Ziemi w niecałe pół godziny. Cząstki niosą ze sobą dużo energii mogącej uszkodzić elektronikę statku kosmicznego, a nawet zagrażać astronautom, ponieważ trudno ich uniknąć. Kolejnym zadaniem naukowców jest dociec, w jaki sposób cząstki przyspieszają do tak dużych prędkości.

Dane uzyskane dzięki sondzie Parker pozwalają oczekiwać, że przeprowadzone obserwacje będą dokładniejsze, gdy statek dotrze jeszcze bliżej Słońca. Następne badawcze spotkanie statku kosmicznego ze Słońcem, kiedy to zbliży się do niego na jeszcze mniejszą odległość, zaplanowane jest na 29 stycznia 2020 roku.

Autor: ps/rp / Źródło: NASA