Благодаря зонду Parker Solar Probe внутри солнечного ветра нашли "американские горки"

Астрономы проанализировали первые данные, которые собрал зонд Parker Solar Probe в ходе первых двух сближений с Солнцем на максимально близкие расстояния. Эти замеры раскрыли необычные особенности магнитного поля внутри солнечного ветра и другие странности в поведении светила, которые нельзя увидеть с орбиты Земли. Ученые пишут об этом в статьях, которые опубликовал научный журнал Nature (1, 2, 3, 4).

"Первые сближения с Солнцем были просто потрясающими. Мы смогли изучить магнитную структуру короны и подтвердили, что солнечный ветер исходит из так называемых корональных дыр, открыли загадочные плазменные "американские горки", предположительно связанные с процессом формирования солнечного ветра, а также увидели очаги нестабильности внутри этого потока газа. Вдобавок, нас удивила сила "пылевых бурь" в непосредственной близости от Солнца", - прокомментировал результаты один из авторов работы, астроном из Калифорнийского университета в Беркли (США) Стюарт Бейл.

Зонд Parker Solar Probe (PSP) стартовал в августе прошлого года. Цель миссии - решить одну из самых амбициозных задач в истории астрономии и космонавтики - сближения с Солнцем на минимально возможное расстояние, которое составит примерно шесть миллионов километров. В конечном итоге, работа PSP завершится погружением в раскаленную атмосферу светила, что произойдет, как ожидают ученые, в середине следующего десятилетия.

По текущим планам NASA, этот аппарат пролетит через корону Солнца 24 раза, постепенно сближаясь с поверхностью светила. Parker Solar Probe оборудован тепловым экраном из специального углепластикового материала толщиной в 11 сантиметров и шириной в несколько метров, который защитит его от уничтожения в ходе этих встреч со светилом.

Как надеются ученые, данные, которые уже собрал и продолжает получать PSP, помогут астрофизикам понять, почему корона Солнца на несколько порядков горячее, чем его поверхность. Полноценного объяснения этого феномена пока не существует. Многие астрономы предполагают, что атмосферу Солнца разогревают мощные выбросы плазмы или же микровспышки, которые постоянно возникают на его поверхности. Однако однозначных свидетельств, которые подтвердили бы эти предположения, астрономы пока не нашли.

Солнечные "американские горки"

Первые данные такого рода PSP получил в ноябре прошлого года, когда он впервые пролетел через окрестности короны Солнца. За последующие месяцы он успел еще два раза сблизиться со светилом, получая новую информацию по устройству атмосферы звезды и свойствам солнечного ветра. Специалисты NASA и ведущие астрономы мира только недавно завершили обработку и интерпретацию замеров, которые четыре инструмента зонда провели во время двух первых пролетов.

Как отметил Бейл, эти замеры принесли массу неожиданных открытий несмотря на то, что они были проведены с расстояния в 24 миллиона километров от поверхности Солнца. В частности, ученые выяснили, что светило вырабатывает солнечный ветер не постоянно, а своеобразными порциями, и что внутри него существуют странные структуры, которые астрономы NASA окрестили "американскими горками". Их появление сопровождалось усилением ветра и выделением больших количеств энергии.

Как предполагают ученые, эти структуры представляют собой S-образные изгибы линий магнитного поля, которые периодически появлялись внутри плазмы солнечного ветра и исчезали через несколько часов. По мнению Бейла, их появление связано с пока неизвестными выбросами плазмы на поверхности Солнца, и они могут играть ключевую роль в разогреве короны светила и формировании солнечного ветра.

На этом странности не закончились - замеры инструментов PSP показывают, что светило "закручивает" солнечный ветер гораздо сильнее, чем показывали компьютерные модели и наблюдения с Земли. Кроме того, в его ближайших окрестностях, скорее всего, присутствует значительно меньше пыли, чем ожидали увидеть астрономы.

При этом ее скопления оказались гораздо более плотными и "агрессивными" в тех регионах околосолнечного пространства, где есть значительные количества перемолотой материи комет и астероидов. В частности, во время одного из пролетов PSP пылинка попала в один из 90 объективов инструмента WISPR и пробила его. Его потеря, как подчеркнули в NASA, не скажется на качестве работы WISPR и решении научных задач миссии.

Все эти открытия, как ожидают ученые, теоретикам придется объяснять заново. Кроме того, для этого нужны будут еще и новые наблюдения, которые PSP проведет уже в начале 2020 года. С другой стороны, уже собранные данные, по мнению Бейла и других участников миссии, значительно сузят перечень теорий, которые описывают процесс формирования солнечного ветра. Это поможет астрономам точнее предсказывать космическую погоду уже в ближайшем будущем.