Статья, опубликованная в четверг (14) в Письма в астрофизическом журнале описывает новое революционное измерение, проведенное космическим кораблем Solar Orbiter и Parker, которое приближает ученых к разгадке загадки Солнца, которой уже более шести десятилетий.
Дело в том, что атмосфера (или корона) нашей родительской звезды на удивление горячее, чем поверхность, несмотря на то, что она находится дальше от очевидного источника тепла (ядра) – и это загадка, которая озадачивает физиков уже около 65 лет.
Согласно заявлению Европейского космического агентства (ЕКА), которое управляет Solar Orbiter, сотрудничество между двумя зондами стало возможным, когда их оборудование выполнило некоторые маневры, которые позволили космическому кораблю одновременно наблюдать Солнце и зонд НАСА «Паркер». . Это позволило проводить одновременные наблюдения между ними, что вместе указывало на то, что турбулентность, вероятно, нагревает солнечную корону до беспрецедентных температур.
«Возможность использовать зонды Solar Orbiter и Parker действительно открыла совершенно новое измерение в этом исследовании», — сказал Гэри Занк, соавтор исследования и научный сотрудник Университета Алабамы в США.
Как разгадать тайну коронального нагрева?
Корона может достигать температуры до миллиона градусов по Цельсию, тогда как на 1600 км ниже фотосфера достигает лишь шести тысяч. Это непостижимо, поскольку основная часть тепла звезды исходит из ядра, где происходит ядерный синтез водорода с гелием. Это похоже на то, что воздух примерно в футе от костра горячее, чем воздух в дюйме от пламени.
Несоответствие тепла указывает на то, что должен быть другой нагревательный механизм, действующий непосредственно на коронку. До сих пор этот механизм еще не был понят учеными, но турбулентность в атмосфере Солнца, значительно нагревающая корональную плазму, считалась правдоподобным объяснением.
Художественное изображение зонда Solar Orbiter ЕКА, который исследует Солнце на более удаленном расстоянии, чем солнечный зонд NASA Parker. Фото: Medialab ESA/ATG.
Космический корабль может анализировать Солнце двумя способами: вблизи, проводя измерения. на месте, как Паркер, или проведение более удаленных исследований, как Solar Orbiter. В то время как этот изучает корону на расстоянии около 42 миллионов километров от цели (относительно безопасное расстояние), другой смотрит на горячую плазму, выброшенную звездой, когда она проходит на расстоянии около 6,4 миллиона километров от поверхности Солнца.
Дистанционное зондирование позволяет увидеть широкие детали Солнца, но оно не может проводить наблюдения за физикой, происходящей в корональной плазме. С другой стороны, анализы на месте они могут измерить эту плазму более детально, но они склонны упускать из виду более широкую картину Солнца.
Это означает, что объединение крупномасштабных измерений Солнечного орбитального аппарата с подробными наблюдениями за событиями на Солнце, выполненными солнечным зондом Паркер, могло бы предоставить нам полное изображение звезды со всеми заполненными сложными деталями – другими словами: Лучшее обоих миров.
Зонд НАСА «Паркер» периодически приближается к Солнцу, достигая расстояния почти в 6,4 миллиона километров от солнечной поверхности. Фото: НАСА/АПЛ Джонса Хопкинса.
Идеальное расположение для совместного исследования Солнца
Команда астрономов под руководством исследователя Даниэле Теллони из Итальянского национального института астрофизики (INAF) обнаружила, что 1 июня 2022 года две солнечные обсерватории окажутся на разумном расстоянии от желаемой орбитальной конфигурации, чтобы работать как одна команда.
В то время как Solar Orbiter будет смотреть на Солнце, зонд «Паркер» будет находиться в стороне, вне поля зрения инструмента «Метис» космического корабля ЕКА — коронографа, который блокирует свет фотосферы для получения изображения короны, идеально подходящего для наблюдений. в больших масштабах и на расстоянии.
Чтобы идеально выровнять два космических корабля и поместить Паркер в поле зрения Метиды, Solar Orbiter выполнил маневр под углом 45 градусов, а затем направился немного в сторону от Солнца.
Читать далее:
Данные, собранные в результате этого хорошо спланированного маневра, санкционированного эксплуатационной командой космического корабля, выявили турбулентность, которая на самом деле могла передавать энергию способом, который, как теоретически предсказывали физики, вызывал нагрев короны.
Согласно исследованию, турбулентность вызывает нагрев короны аналогично тому, что происходит при перемешивании кофе здесь, на Земле. Энергия переносится в более мелкие масштабы посредством случайных движений жидкости или газа (кофе и плазмы), преобразуя эту энергию в тепло. В случае короны плазма намагничена, а это означает, что запасенная магнитная энергия также может быть преобразована в тепло.
Перенос магнитной и кинетической энергии (движения) от больших масштабов к меньшим составляет саму суть этой турбулентности, а на мельчайших масштабах она позволяет флуктуациям взаимодействовать с отдельными частицами, преимущественно положительно заряженными протонами, нагревая их.
Но это не значит, что загадка коронального нагрева «дело закрыто». Ученым еще предстоит подтвердить механизм, предложенный этими результатами, и сотрудничество между зондами. «Это первое научное открытие. Эта работа представляет собой значительный шаг в решении проблемы нагрева короны», — сказал ученый проекта Solar Orbiter Даниэль Мюллер.
Вы смотрели новые видео на YouTube от Олхар Диджитал? Подпишитесь на канал!