6K
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).
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.
«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.
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.
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.