Веха в исследованиях Солнца: впервые космический зонд преодолел границу солнечной короны - верхних слоев атмосферы Солнца. Зонд НАСА Parker Solar Probe подошел к нашей звезде на расстояние 13 миллионов километров и впервые смог определить точное положение и форму границы короны. Эти данные могут дать первые подсказки относительно того, где возникают единственные недавно обнаруженные «обратные переключения» солнечного ветра - кратковременные, обращенные назад повороты потоков частиц.
Миллион градусов жары, наполненная высокоэнергетическим излучением и отправная точка чрезвычайно ускоренных потоков частиц: корона, внешняя атмосфера Солнца, является средой столь же экстремальной, сколь и загадочной. Потому что откуда она берет свое тепло, как устроена и какие процессы в ней происходят, выяснено пока лишь частично. Солнечный зонд NASA Parker, который был запущен в 2018 году и нацелен на то, чтобы приблизиться к Солнцу, чем любой другой инструмент до него, должен дать ответы.
Предел солнечной атмосферы
Теперь солнечный зонд достиг важной вехи: как первый космический зонд в истории, он достиг и преодолел пределы солнечной короны. «Это знаменательный момент для исследований Солнца и поистине замечательное достижение», - сказал Томас Цурбухен из Управления науки НАСА. Впервые измерительные приборы зонда зафиксировали данные об окружающей среде, типичные для внутренней части короны.
Граница солнечной короны определяется точкой, в которой магнитные поля Солнца уже недостаточно сильны, чтобы сдерживать исходящие от него энергетические потоки частиц. Этот предел короны характеризуется тем, что солнечный ветер превышает там так называемую альфвеновскую скорость - энергия и, следовательно, скорость частиц превышает энергию связи солнечных магнитных полей.
Данные изнутри короны
До сих пор исследователи Солнца смогли только точно оценить, где находится эта альфвеновская поверхность и, следовательно, внешняя граница солнечной короны. Соответственно, он должен находиться на расстоянии от десяти до двадцати солнечных радиусов от поверхности Солнца. Однако их расстояние также варьируется в зависимости от того, где находится солнце в своем 11-летнем цикле активности. Таким образом, солнечный зонд Parker должен продолжать проникать в эту потенциальную границу по мере того, как он вращается вокруг Солнца.
28 апреля 2021 года настало время, как теперь показывают оценки данных зонда: солнечный зонд Parker достиг предела короны на 18,8 солнечного радиуса - примерно в 13 миллионах километров над уровнем моря. поверхность солнца. «Мы видим доказательства этого в данных измерений магнитного поля, солнечного ветра, а также в оптических изображениях с камеры», - сообщает Нур Рауафи из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса. «Мы можем непосредственно видеть космический корабль, летящий сквозь корональные структуры, которые в противном случае видны только во время полного солнечного затмения».
Скольжения и долины
Данные измерений также показали, что космический зонд несколько раз преодолел коронный предел. Она ныряла внутрь короны в общей сложности три раза, один раз в течение пяти часов. Это изменение подтверждает, что альвеновская поверхность короны не является однородной и гладкой, а имеет локальные пики и впадины. В пользу этого говорит и тот факт, что солнечный зонд Parker вошел в корону не в самой нижней точке своей орбиты, а гораздо раньше.
Группа оценщиков во главе с Джастином Каспером из Мичиганского университета поэтому предполагает, что зонд пролетел через так называемый псевдостример - одно из расширений солнечной короны, которое видно во время солнечной активности. затмение. По словам исследователей, типичными для этих радиальных выступов в солнечной атмосфере являются сильные изменения магнитного поля в небольшом пространстве, измеренные солнечным зондом Parker.
«Мы ожидали, что рано или поздно космический зонд пройдет корону, по крайней мере, на короткое время», - объясняет Каспер. «Но очень здорово, что мы уже достигли этой точки».
Дальнейшие полеты через корону
Исследователи предполагают, что солнечный зонд Parker снова пролетел сквозь солнечную корону во время текущего пролета в ноябре 2021 года. Однако, поскольку космический зонд может отправлять свои данные на Землю только после того, как он отдалится от Солнца и его основная антенна может быть безопасно выдвинута, эти данные будут получены только в конце декабря. Соответственно, ученые с нетерпением ждут, что принесет этот и другие облеты. «Это действительно важная область, где начинаются всевозможные физические процессы», - говорит Каспер. «Тем более захватывающе, что теперь мы можем добраться до этого региона и наблюдать за некоторыми из этих процессов и явлений».
Один из вопросов, на который могут ответить данные, заключается в том, как и где происходят «обратные переключения» - резкие, кратковременные инверсии потоков частиц в солнечном ветре. Это явление было обнаружено только в 2019 году на основе данных измерений солнечного зонда Parker. При максимальном сближении в январе 2022 года солнечный зонд Parker будет находиться всего в 8,8 солнечного радиуса от поверхности Солнца. Таким образом, он должен углубиться в корону и собрать уникальные данные из этой ранее малоизученной части нашей звезды.