Год назад зонд NASA «Parker Solar Probe» подлетел к Солнцу ближе, чем любой другой космический аппарат за всю историю, собрав впечатляющий массив данных с расстояния всего 24 миллиона километров. Эта информация позволила физикам сопоставить источник частиц солнечного ветра, которые постоянно проникают в атмосферу Земли, создавая красочные полярные сияния и в некоторых случаях повреждая электро- и телекоммуникационные сети, обнаружить странные изменения магнитного поля нашей звезды, а также найти кладбище комет и астероидов. Выводы ученых представлены четырьмя (раз, два, три, четыре) статьями в журнале Nature.
«В 1859 году на Солнце произошло крупное извержение, которое вывело из строя телеграфные сети по всей Европе и Северной Америке, а в 1972 году морские мины в Северном Вьетнаме детонировали вследствие солнечной бури. Сегодня наше общество гораздо более технологическое, чем полвека назад, сети связи и энергосистема на нашей планете чрезвычайно сложны, поэтому большие помехи от Солнца – потенциально очень серьезная опасность. Но, если мы научимся предсказывать космическую погоду, то сможем заранее отключать или изолировать части электросети и спутниковые системы, которые могут быть уязвимы», – рассказывает Стюарт Бэйл из Калифорнийского университета в Беркли (США), ведущий автор одного из исследований.
Корональные дыры и солнечный ветер
Одна из основных целей солнечного зонда «Parker Solar Probe» заключается в обнаружении источника «медленного» солнечного ветра и способа его ускорения в раскаленной атмосфере.
Солнечный ветер состоит из заряженных частиц, в основном протонов и ядер гелия, путешествующих вдоль линий магнитного поля нашей звезды. Известно, что так называемый «быстрый» солнечный ветер, преодолевающий расстояние от 500 до 1000 километров за одну секунду, вырывается из больших отверстий в солнечной короне на северном и южном полюсах. Но происхождение «медленного» потока частиц, который плотнее, но обладает в два раза меньшей скоростью, оставалось загадкой, пока данные первого перигелия (с тех пор у зонда было еще два близких подхода к Солнцу) не раскрыли неизвестную ранее физику.
«Мы увидели магнитную структуру короны, которая говорит нам, что солнечный ветер также возникает в маленьких корональных дырах; мы увидели огромные изломы в линиях магнитного поля, которые, по нашему мнению, связаны с солнечным ветром; мы увидели нестабильность – сам газ нестабилен и генерирует волны самостоятельно. И мы также были удивлены свирепостью пылевой среды во внутренней гелиосфере», – добавил Стюарт Бэйл.
Во время каждого близкого подхода к Солнцу зонд на целую неделю зависал над корональной дырой, которая испускала частицы солнечного ветра вдоль линий магнитного поля, предоставляя инструментам на борту «Parker Solar Probe» беспрецедентный взгляд на то, что происходило на и ниже поверхности звезды.
Благодаря параллельному картированию Солнца другими космическими аппаратами, физики смогли проследить солнечный ветер и магнитные поля обратно к источнику – корональным дырам вблизи экватора. Это дало убедительные свидетельства того, что они являются прародителями «медленного» потока частиц, ускоряемого магнитными явлениями.
«Полной неожиданностью стала серия «магнитных пересоединений» вблизи Солнца. Эти события длились всего пару минут, но высвобождали много энергии, ускоряя солнечный ветер в длинных «трубах», которые приблизительно равны диаметру Земли, до скоростей выше, чем предсказывали модели», – отметил Стюарт Бэйл.
Кометная и астероидная пыль
Другим сюрпризом стала пыль, которая постоянно осыпала космический аппарат во время его каждого перигелия. Вероятно, эти частицы меньше микрона в размере являются осколками астероидов или комет, которые испарялись вблизи Солнца. Сейчас их пыль вращается вокруг нашей звезды, и физики подозревают, что большая часть из той, что атаковала «Parker Solar Probe», под воздействием светового давления уже покинула Солнечную систему.
«Исследование солнечного ветра с Земли похоже на изучение источника водопада вблизи дна, где турбулентность скрывает то, что происходит наверху. Однако теперь, с помощью зонда, мы все ближе и ближе к вершине водопада и можем видеть скрытую структуру», – пояснил Стюарт Бэйл.
В течение следующих пяти лет «Parker Solar Probe» продолжит делать новые открытия по мере приближения к Солнцу, в конечном итоге достигнув отметки в почти шесть миллионов километров от его поверхности. За это время наша звезда вступит в более активную фазу своего одиннадцатилетнего цикла, поэтому в ближайшие годы мы можем ожидать еще более впечатляющих результатов.
