Аппарат "Полар" сделал уникальные открытия, исследуя атмосферу Солнца

Роботизированный космический аппарат Parker Solar Probe сделал уникальные открытия, исследуя атмосферу Солнца, сообщает научный журнал Nature.

Solar Park Probe, запущенный 12 августа 2018 года, является частью программы НАСА (Национального аэрокосмического агентства США) "Жить со звездой", посвященной изучению тех аспектов системы Солнце-Земля, которые непосредственно влияют на человеческие жизнь и общество.

Аппарат назван в честь профессора Юджина Паркера, известного физика, который в 1958 году впервые предсказал существование солнечного ветра, потока заряженных частиц и магнитных полей, которые непрерывно исходят от Солнца, достигая поверхности Земли. Это первая миссия НАСА, названная в честь живого исследователя. Он охарактеризовал солнечный ветер как поток ионизированных частиц (в основном гелиево-водородной плазмы), исходящий от Солнца со скоростью 300-1200 километров в секунду в окружающее космическое пространство.

По словам куратора проекта Томаса Цурбухена, заместителя административного директора НАСА по науке, наблюдение, проведенное впервые при помощи космического робота за Солнцем вблизи, а не с гораздо большего расстояния, дает нам уникальный взгляд на важные солнечные явления и то, как они влияют на людей на Земле.

"Хотя оно может показаться нам тихим здесь, на Земле, Солнце отнюдь не так спокойно, как мы думали раньше", - заявил ученый. Анализ данных, полученных от аппарата, показал, что Солнце обладает повышенной магнитной активностью, испуская мощные вспышки света, потоки частиц, движущихся со скоростью света, и миллиардные облака намагниченного материала.

Вся эта деятельность, отметили эксперты, затрагивает нашу планету, космос, где летают спутники и космические аппараты с людьми, нарушает работу систем связи и навигационных сигналов, и даже вызывает перебои в подаче электроэнергии на Земле. Это происходило на протяжении всей жизни Солнца в течение 5 миллиардов лет и будет продолжать формировать судьбы Земли и других планет в нашей Солнечной системе в будущем.

"Солнце очаровывало человечество на протяжении всего нашего существования", - сказал доктор Нур Рауафи, руководитель проекта Parker Solar Probe, профессор лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса. По его словам, за последние несколько десятилетий ученые узнали много нового о Солнце, но потребовалась такая миссия, как Parker Solar Probe, чтобы войти в атмосферу Солнца. "Только так мы действительно можем узнать подробности этих сложных солнечных процессов. И то, что мы узнали только на этих трех солнечных орбитах, изменило многое из того, что мы знаем о Солнце", - добавил ученый.

Исследование показало, что наблюдаемый вблизи Земли солнечный ветер представляет собой относительно равномерный поток плазмы с периодическими турбулентными колебаниями. В плазме отрицательно заряженные электроны отделены от положительно заряженных ионов, создавая огромное количество свободно плавающих частиц с индивидуальным электрическим зарядом. Эти свободно плавающие частицы означают, что плазма несет влияющие на атмосферное давление мощные электрические и магнитные поля, которые, в частности, и приводят к проблемам со здоровьем у метеозависимых людей.

Приборы FIELDS, установленные на Parker Solar Probe, исследовали состояние солнечного ветра, измеряя и тщательно анализируя то, как электрические и магнитные поля вокруг космического корабля изменялись с течением времени. Одновременно, измерение магнитных волн в близлежащей плазме показало быстрое изменение магнитного поля и внезапные, быстро движущиеся струи материала - все характеристики, которые делают солнечный ветер более турбулентным. Эти данные являются ключом к пониманию того, как ветер рассеивает энергию, когда он уходит от Солнца и распространяется по всей солнечной системе.

Среди множества частиц, которые постоянно исходят от Солнца, был обнаружен постоянный выброс быстро движущихся электронов, которые передвигаются вдоль линий магнитного поля Солнца в Солнечную систему. Эти электроны всегда вращаются строго по форме линий поля, выходящих из Солнца, независимо от того, направлен ли северный полюс магнитного поля в этой конкретной области к Солнцу или от него.

Другой вопрос, который волновал ученых, это то, как образуется вокруг Солнца зона без космической пыли. Наша Солнечная система, отмечают эксперты, заполнена пылью - космическими крошками из-за столкновений, которые сформировали планеты, астероиды, кометы и другие небесные тела миллиарды лет назад.

Ученые давно предполагали, что вблизи Солнца эта пыль будет нагреваться до высоких температур мощным солнечным светом, превращаясь в газ и создавая беспыльную область вокруг этой огромной звезды. Но никто никогда не наблюдал это. Впервые сканеры Parker Solar Probe увидели, как космическая пыль превращается в скопления газа.

Исследования показали, что пыль начинает истончаться в 11,2 миллиона километрах от Солнца, и это уменьшение пыли неуклонно продолжается до текущих пределов измерений, которые проводились аппаратом на расстоянии около 6,4 миллиона километров от Солнца.

Напомним, что Земля находится на расстоянии 149 миллионов километров от Солнца. При этом температура Солнечной короны достигает 1,5 миллиона градусов Цельсия, температура его ядра - 13.5 миллиона градусов, температура Солнца по Цельсию на поверхности составляет 5726 градусов.

Следующее исследование миссии Solar Park Probe запланировано на 29 января 2020 года, при этом космический корабль придвинется еще ближе к Солнцу, чем когда-либо прежде, и поможет пролить свет на процессы, происходящие на нем. Такая информация не только поможет изменить представление о том, что вызывает солнечный ветер и погоду вокруг нас, но также облегчит понимание фундаментального процесса активности звезд и того, как они выделяют энергию в окружающую среду.