Солнечный зонд прибыл на Солнце: какие открытия нас ждут

Солнечный зонд «Паркер» был запущен еще в августе 2018 года. Космический аппарат оснащен четырьмя наборами научных инструментов для сбора данных о плазме и частицах солнечного ветра, магнитных полях, корональных структурах и солнечном радиоизлучении.

Перед зондом стояла задача «прикоснуться к Солнцу», при этом основное внимание уделялось изучению солнечного ветра. Последний представляет собой потоки субатомных частиц, которые образуются в атмосфере Солнца и выбрасываются наружу во всех направлениях. Солнечный ветер влияет на магнитосферу Земли и порождает такие явления, как полярные сияния и магнитные бури.

Солнечный ветер изучается уже на протяжении десятилетий, и благодаря зонду ученые надеялись больше узнать о том, как энергия и тепло проходят через атмосферу Солнца. В этой зоне скорость ветра увеличивается с дозвуковой до сверхзвуковой, и лучшее понимание особенностей этого процесса может дать ключ к разгадке того, как развивалась жизнь на Земле и как возникли другие звезды во Вселенной.

На пути к Солнцу зонд «Паркер» установил ряд рекордов. Так, он стал самым быстрым из когда-либо созданных объектов, достигнув скорости 586 864 км/ч. Это произошло во время его десятого облета вокруг Солнца 21 ноября. Всего таких облетов должно быть 24.  Они происходят по орбитам, которые каждый раз все больше приближают его к Солнцу. Все облеты зонд должен произвести за свою семилетнюю миссию, что в конечном итоге приблизит его к поверхности Солнца примерно на 6,1 млн км. Для сравнения: средняя удаленность нашей планеты от Солнца составляет 149,6 млн км.

Данные, собранные во время восьмого из этих облетов еще в апреле на высоте около 13 млн км над поверхностью Солнца, выявили, что «Паркер» в это время впервые пересек атмосферу Солнца. Диффузная граница, где заканчивается атмосфера и начинаются солнечные ветры, известна как критическая поверхность Альвена, и до сих пор ученые не знали, где именно она находится. Данные с зонда показали, что она расположена где-то между 6,9 и 13,8 млн км над поверхностью Солнца.

Сейчас зонд определяет условия в короне — самом верхнем слое солнечной атмосферы, структура которой определяется магнитными полями.

Данные с зонда также показали, что критическая поверхность Альвена характеризуется выступами и впадинами, как и предсказывали некоторые ученые. Теперь, если получится выявить, как эти неровности соотносятся с солнечной активностью, исходящей от поверхности, то можно лучше понять, как эта активность влияет на атмосферу и солнечные ветры.

Зонд также обнаружил так называемые корональные стримеры, представляющие собой массивные структуры, которые можно увидеть с Земли во время солнечных затмений. Пребывание зонда внутри стримера описывается учеными миссии как нахождение в эпицентре бури, но с более спокойными условиями и более медленными потоками частиц, сформированными магнитными полями.

Другие важные результаты, полученные благодаря сближению зонда с Солнцем, касаются зигзагообразных структур в солнечном ветре, называемых «обратными переключениями». Ученые-солнечники знают об этом явлении уже несколько лет: это кратковременный переворот полярности магнитного поля почти на 180 градусов на короткий период времени. Солнечный зонд «Паркер» обнаружил эти «обратные переключения», которые, по всей видимости, более многочисленны, чем предполагалось, и находятся ближе к Солнцу, чем считали ученые.

До сих пор неизвестно, где они образовались, но последняя информация, полученная с помощью зонда, говорит, что точкой их происхождения можно считать фотосферу Солнца.

Также ученые обнаружили, что «обратные переключения» разбиты на участки и их структура совпадает с магнитными воронками в основании короны. Эти магнитные воронки могут быть одним из источников солнечного ветра, особенно его быстро движущихся форм.

В январе космический солнечный зонд «Паркер» передаст на Землю научные данные, в основном касающиеся свойств и структуры солнечного ветра, а также пылевой среды около Солнца. Также ученые планируют больше узнать о том, как формируются «обратные переключения», как именно корона нагревается до температуры более миллиона градусов и почему она горячее, чем поверхность Солнца под ней. Эти данные помогут лучше понять эволюцию Солнца и подробнее изучить его влияние на всю Солнечную систему.