Космический аппарат NASA впервые погрузился в атмосферу Солнца — Ин-Спейс

В отличие от Земли, у Солнца нет твердой поверхности. Но у него есть перегретая атмосфера, состоящая из солнечного вещества, связанного с ним гравитацией и магнитными силами.

28 апреля 2021 года космический аппарат NASA «Parker Solar Probe» впервые «прикоснулся» к Солнцу. Он пролетел через верхние слои его атмосферы – корону, – произведя замеры магнитных полей и частиц. Это событие знаменует собой гигантский скачок в солнечной науке, позволяя получить важную информацию о ближайшей к нам звезде и ее влиянии на окружение.

«Прикосновение к Солнцу – монументальное достижение и поистине выдающийся подвиг. Оно не только дает нам более глубокое понимание эволюции Солнца, но и предоставляет важные подсказки о свойствах большого количества звезд во Вселенной», – заявил Томас Зурбухен, помощник администратора Управления научных миссий в штаб-квартире NASA в Вашингтоне (США).

2

Космический аппарат NASA впервые погрузился в атмосферу Солнца - Ин-Спейс

Космический аппарат «Parker Solar Probe» в представлении художника. Credit: NASA

Зонд «Parker Solar Probe», целью которого является исследование Солнца, был запущен в 2018 году. Постепенно подбираясь к звезде космический аппарат делает все новые и новые открытия, которые его предшественникам были недоступны.

Так, в 2019 году зонд обнаружил, что пространство вблизи Солнца заполнено магнитными зигзагообразными структурами солнечного ветра. Но как и где они образовались, оставалось загадкой. С тех пор «Parker Solar Probe» сократил расстояние до звезды вдвое, подойдя к ней достаточно близко, чтобы определить область, откуда они происходят. Их источниками оказались «магнитные воронки» на поверхности Солнца.

Космический аппарат NASA впервые погрузился в атмосферу Солнца - Ин-Спейс

Снимок Земли, полученный зондом «Parker Solar Probe». Credit: NASA

«Мы видим свидетельства нахождения «Parker Solar Probe» в короне в данных о магнитном поле, солнечном ветре, а также на получаемых им изображениях» – пояснил Нур Рауафи, член команды миссии из Лаборатории прикладной физики им. Джонса Хопкинса (США).

Ближе, чем когда-либо прежде

В отличие от Земли, у Солнца нет твердой поверхности. Но у него есть перегретая атмосфера, состоящая из солнечного вещества, связанного с ним гравитацией и магнитными силами. И по мере того, как нарастающие температура и давление отталкивают этот материал от звезды, он достигает точки, в которой гравитационное и магнитное поля слишком слабы, чтобы его удержать.

Эта точка, известная как критическая поверхность Альфвена, знаменует конец солнечной атмосферы и начало солнечного ветра. Вещество, обладающее энергией, чтобы пересечь эту границу, становится солнечным ветром, который увлекает за собой магнитное поле Солнца.

Космический аппарат NASA впервые погрузился в атмосферу Солнца - Ин-Спейс

Солнечный ветер, огибающий «магнитный щит» Земли, но частично прорывающийся на полюсах. Credit: NASA/CILab/Josh Masters

До сих пор ученые не знали, где именно находится критическая поверхность Альфвена. Основываясь на дистанционных изображениях короны, предполагалось, что она лежит в пределах от 10 до 20 солнечных радиусов от поверхности звезды. Траектория «Parker Solar Probe» последние три года медленно приближала его к этой отметке, и в течение последних нескольких пролетов космический аппарат постоянно находился к Солнцу ближе верхней границы.

«Во время восьмого подхода к Солнцу на удалении 18,8 солнечных радиуса от поверхности звезды зонд столкнулся с определенными магнитными условиями и поведением частиц, которые явно показали, что он впервые пересек критическую поверхность Альфвена и наконец вошел в солнечную атмосферу», – отметил Джастин Каспер из Мичиганского университета (США), описавший результаты в исследовании, представленном в журнале Physical Review Letters.

Во время восьмого пролета «Parker Solar Probe» несколько раз погружался в корону и выходил из нее. Это доказывает, что критическая поверхность Альфвена не имеет формы гладкого шара. Скорее, у нее есть выступы и впадины. Обнаружение того, как форма связана с солнечной активностью, исходящей от поверхности, поможет раскрыть влияние этих событий на его атмосферу и солнечный ветер.

Глаз Бури

В какой-то момент, когда зонд «Parker Solar Probe» подошел чуть ближе 15 солнечных радиусов к поверхности Солнца, он прошел через псевдо-потоки – массивные структуры, которые возвышаются над звездой и их можно увидеть с Земли во время солнечных затмений.

Космический аппарат NASA впервые погрузился в атмосферу Солнца - Ин-Спейс

Полное солнечное затмение 2019 года. Credit: Nicolas Lefaudeux

Прохождение через псевдо-потоки сравнимо с пролетом в эпицентре бури. Внутри этих структур царит относительно спокойная среда, частицы движутся медленнее – резкий контраст с условиями, с которыми зонд обычно сталкивается в солнечном ветре.

«Впервые «Parker Solar Probe» оказался в области, где магнитные поля были достаточно сильными, чтобы доминировать над движением частиц. Эти условия были окончательным доказательством того, что космический аппарат миновал критическую поверхность Альфвена и вошел в солнечную атмосферу», – добавил Джастин Каспер.

Первое погружение в корону, которое длилось всего несколько часов, является одним из многих запланированных для миссии. Зонд продолжит движение по спирали, приближаясь к Солнцу, пока в конечном итоге не достигнет отметки в 8,86 солнечного радиуса (6,16 миллиона километров) от поверхности.

Источник