La sonda Parker della NASA mostra le onde al plasma canaglia del sole e le isole magnetiche



Onde al plasma canaglia. Isole magnetiche galleggianti. Docce di
particelle cariche. Queste sono solo alcune delle cose che la sonda solare Parker della NASA
testimoniato durante i suoi primi due incontri intimi con il sole.

Parker è in procinto di volare ripetutamente vicino al sole e raccogliere informazioni
sui misteri che hanno afflitto i fisici solari per decenni (SN: 05/07/18).
Volando con un velivolo robotico attraverso il tenue plasma che emana dal sole,
i ricercatori sperano di capire tali enigmi come il motivo per cui l'atmosfera del sole è milioni
di gradi Celsius più caldi della sua superficie e di ciò che alimenta il vento solare, il
flusso di particelle cariche che soffia verso l'esterno attraverso il sistema solare.

Gli scienziati della missione non sono pronti a rispondere a queste domande
ancora. Ma i dati delle prime due orbite della sonda, pubblicati online il 4 dicembre in
quattro documenti in Natura, dai uno sguardo a ciò che accadrà mentre Parker si muove
più vicino al sole nei prossimi anni.

"Stiamo esplorando una regione nuova di zecca", afferma Russell Howard, a
fisico solare presso il US Naval Research Laboratory di Washington, DC, che
è responsabile delle telecamere della sonda. “Domande che avremmo formulato un anno
fa saranno spazzati via dalle cose che stiamo effettivamente vedendo ".

Lanciato nel 2018, questo lo avvicina al sole di tutti
cinque mesi (SN: 8/12/18). Con i suoi
ultimo incontro ravvicinato 1 settembre, la sonda ha ora completato tre di quelli
viaggi. Ogni volta, il veicolo spaziale ha volato entro circa 24 milioni di chilometri dal
superficie del sole: circa il doppio del pianeta Mercurio.

Parker sta già offrendo molte sorprese
primi due viaggi. Ad esempio, "abbiamo scoperto un rogue intenso e inaspettato (plasma)
onde che scorrono nell'atmosfera del sole ", afferma lo scienziato missionario Justin
Kasper, fisico all'università del Michigan ad Ann Arbor.

durante i suoi incontri ravvicinati
con il sole, i dati mostrano. Ogni tanto, la velocità del plasma scorre via
dal sole salterebbe di quasi 500.000 chilometri all'ora – quasi raddoppiando
in velocità – fino a un paio di minuti.

La sonda solare Parker ha scoperto correnti plasmatiche ad alta velocità che fluiscono dal sole apparentemente spinte da increspature bruscamente piegate nel campo magnetico solare, come si vede in questa illustrazione.NASA

"Non abbiamo mai visto nulla del genere", afferma Philippa
Browning, un fisico solare presso l'Università di Manchester in Inghilterra che lo è
non coinvolto nella missione.

Ognuna di queste onde di plasma è stata anche accompagnata da un improvviso
inversione del campo magnetico attorno alla sonda. “Una bussola sul veicolo spaziale
si sarebbe girato tutto intorno mentre un'onda passava, "dice Kasper. Gli scienziati
pensano di vedere increspature a forma di S nel campo magnetico, come se
qualcosa vicino alla superficie del sole afferrò una linea di campo magnetico e scattò
come una frusta.

Quelle forme a S non sono troppo sorprendenti per Yannis Zouganelis,
un astrofisico presso il Centro europeo di astronomia spaziale di Madrid che non lo è
coinvolto in questa missione. "Dovremmo aspettarci di vedere le linee piegate ovunque",
lui dice. Il campo magnetico del sole a volte diventa tremolante, sussultando
risposta alla zangolatura fluida all'interno del sole. “Tuttavia ciò che sorprende è questo
li vediamo molto frequentemente e molto forte. "

Mentre l'origine di queste onde canaglia non è chiara, il
la nave spaziale ne ha registrati circa 800 in 11 giorni durante il primo incontro
solo. "È una cosa molto concreta a cui possiamo provare a connetterci", afferma Kasper. "Che cosa
il sole emette 800 volte in 11 giorni? ”

Durante il suo primo incontro ravvicinato con il sole (a sinistra di questa immagine) nel novembre 2018, la navicella spaziale Parker ha scattato questa foto di uno streamer coronale, un nastro concentrato di plasma solare che si estende nello spazio.Parker Solar Probe / NASA, Laboratorio di ricerca navale

Il plasma alla distanza di Parker di circa 24 milioni
chilometri sopra la superficie solare frusta anche intorno al sole molto più velocemente di
previsto. I ricercatori si aspettavano di avere una velocità laterale di alcuni chilometri per
secondo mentre il plasma in fuga viene fatto roteare nello spazio dai raggi del sole
rotazione. Invece, l'astronave ha registrato velocità fino a 50 chilometri per
secondo. "È davvero selvaggio", afferma Kasper.

Velocità così elevate potrebbero significare che i ricercatori devono ripensare
come si evolve il sole – e tutte le stelle. Mentre i venti stellari si allontanano, portano
con loro l'energia rotazionale dalla stella (SN:
8/2/19
). Una spirale del vento più veloce potrebbe significare che le stelle ruotano molto più velocemente di
pensato, dice Kasper.

"Questo è davvero sorprendente, se vero", dice Zouganelis, però
avverte che prima di riscrivere libri di fisica stellare, queste misurazioni
deve essere confermato alle quote più basse. Questa è una delle tante cose che Parker
vegliamo sulle orbite future, dice Kasper.

Mentre Parker era impegnato a sollevare nuove domande, potrebbe anche
hanno contribuito a risolvere un mistero: l'origine del "lento" vento solare. L'alluvione
di particelle dal sole è una miscela di due flussi, uno che si muove fino a due volte
veloce come l'altro. I ricercatori già sapevano che il componente veloce
ha origine vicino ai poli del sole attraverso aperture funnellike nel campo magnetico
campo noto come fori coronali. Ora, i dati di Parker suggeriscono che il vento lento
scorre da.

"Non è sempre stato chiaro che possono generarsi buchi coronali
il vento lento ", afferma lo scienziato missionario Stuart Bale, un fisico solare presso la
Università della California, Berkeley. "Ma ora possiamo vederlo molto chiaramente."

L'elenco di nuovi bocconcini continua. Le telecamere di Parker catturarono tubi a lungo previsti di plasma irretiti da un nido di
campi magnetici che trasportano energia e materia nello spazio. E i ricercatori pensano
che potrebbero anche vedere accenni di ipotesi a lungo ma mai viste prima
schiarimento nella polvere interplanetaria vicino al sole.

Anche l'astronave ha registrato, per lo più protoni, provenienti dal sole. Questi potrebbero
fornire i semi per tsunami con particelle più voluminose a volte trasportati in alto
come parte del vento solare, dice David McComas, un fisico solare a Princeton
Università responsabile di uno dei rilevatori di particelle di Parker. Questi più piccoli
scoppi non sono stati visti da altri veicoli spaziali in orbita più lontani, il che significa
Parker sta osservando da vicino l'accelerazione delle particelle
altrimenti perdere.

“Sappiamo che le particelle energetiche provengono dal sole, ma noi
sembra che stiano vedendo molti di più vicino al sole ", dice Browning. “Questo ci dice questo
l'accelerazione delle particelle potrebbe essere molto più comune di quanto pensassimo ".

Quella manichetta antincendio di informazioni dalle orbite iniziali di Parker
manterrà sicuramente i ricercatori occupati per gli anni a venire. "Hanno creato di più
domande alle quali hanno risposto ", afferma Zouganelis. “Soprattutto, questi documenti mostrano
che gli strumenti funzionano davvero bene e avremo anche misurazioni eccezionali
si avvicinano al sole. "

Il lavoro di Parker è tutt'altro che finito. Su ciascuno dei suoi prossimi 18
orbite, la navicella spaziale utilizzerà la gravità di Venere per avvicinarsi leggermente
il Sole. Quindi porteranno le sue ultime tre orbite, a partire dal dicembre 2024
Parker a soli 6 milioni di chilometri dalla superficie del sole, più di sette volte
più vicino di qualsiasi altra missione precedente, mettendo alla prova tutti i Parker (SN:
7/31/18
).

Il capo missione Nour Raouafi della Johns Hopkins University
Il laboratorio di fisica applicata di Laurel, nel Maryland, è fiducioso nel futuro della sonda solare.
"Non vedremo mai il vento solare allo stesso modo", afferma. “Parker lo farà
riscrivi i libri di testo per noi. "