Главная звезда нашей Галактики под названием Солнце миллиарды лет таит себе секреты, которые и на нынешнем этапе технологического развития человечества остаются нераскрытыми. Однако прогресс не стоит на месте, и небольшими шагами специалисты приближают вероятность новых открытий.
В буквальном смысле приблизиться к Солнцу удается зонду Parker Solar Probe, который был запущен NASA в 2018 году. Как минимум, прежде сократить расстояния доступности с его впечатляющими результатами не удавалось ни одному объекту, созданному человеком. И этот успех обуславливает возможность более глубокого исследования светила.
Амбициозная миссия
Проблема изучения Солнца связана не только с большими физическими расстояниями, но и с суровыми условиями пребывания в его внешних атмосферных слоях. Солнечная корона формируется замагниченной плазмой с колоссальной давлением тепловой энергии, которая затрудняет приближение космических аппаратов.
Но трудности не останавливают специалистов NASA, которые летом 2018 года запустили солнечный зонд Parker. Цель его беспрецедентной миссии заключается в исследовании той самой короны с ее закономерностями, явлениями и принципами действия. Успех проекта сулит человечеству открытие множества загадок, о чем прежде не могло быть и речи.
Горизонты новых открытий
Предполагается, что зонд позволит приоткрыть завесу тайны над физикой Солнца и научиться предсказывать вспышки плазмы на его поверхности. Поскольку активность в атмосферных слоях короны горячей звезды может оказывать прямое негативное воздействие на Землю, результаты исследований могут иметь вполне существенное практическое значение.
Выбросы корональной массы
Потоки ионизированных частиц в солнечной плазме на пиках активности могут вызывать специфическое сияние, ослепляющее и затрудняющее работу космического оборудования. Например, выход из строя спутников связи может представлять смертельную угрозу для астронавтов, непосредственно обслуживающих запущенные аппараты в космосе.
Как отмечают специалисты, в понимании большинства людей космос представляет опасность метеоритами, которые могут столкнуться с Землей. Но при этом существуют вполне реализуемые угрозы, связанные именно с выбросами корональной массы.
Рекордное сближение
На данный момент проект находится на стадии реализации в рамках 7-летней миссии, то есть основные фазы сближения еще впереди. Предполагается, что зонд подойдет на рекордно близкие расстояния к поверхности Солнца 24 раза, при этом каждый проход будет сокращать дистанцию. В частности, предполагается, что итоговый разрыв сократится до 6,4 млн км.
Исследовательские операции
На борту зонда установлены четыре прибора, позволяющие изучать солнечную корону и атмосферу звезды. Эти данные помогут выяснить само происхождение потоков энергетических частиц плазмы, образуемых на поверхности Солнца. В моменты приближений зонд должен будет отобрать пробы «солнечного ветра» и доставить их на Землю для более подробного изучения.
Подобные попытки сбора уникальных частиц на поверхности Солнца предпринимались и раньше, однако в процессе доставки они утрачивали свои первозданные качества, что делало невозможным получение ценных сведений о структуре «солнечного ветра». В свою очередь, Parker благодаря сближению с атмосферой звезды может собрать более жизнеспособные и активные материалы, что откроет новые возможности их изучения на Земле.
На данный момент известно, что солнечные потоки плазмы происходят из холодных магнитных дыр в атмосфере Солнца. Находя эти бреши, скопленная энергия вырывается на поверхность, образуя сверхзвуковые бури. Но как именно работает механизм их формирования, ученым пока неизвестно. Нет ответа и на вопрос о причинах сверхвысоких температур в солнечной атмосфере. Данная загадка обуславливается огромной разницей между температурами в слоях атмосферы и в солнечной короне.
Изучение магнитных волн
Среди первых наблюдений, полученных с помощью «Паркера», стоит выделить магнитные волны, пронизывающие атмосферу Солнца. В значительной степени впечатляет высокая скорость их направления, составляющая порядка 500 км/ч. К слову, этой энергии достаточно для существенного изменения локального магнитного поля.
Несмотря на их огромное влияние и частоту формирования, такие волнения изучать с Земли бессмысленно. Магнитные волны просто не обнаруживаются, так как длятся от пары секунд до нескольких минут, что не позволяет оборудованию соответствующе настроиться для исследования источника волнений.
Согласно некоторым предположениям, энергию, которую в результате отдают эти волны, могут стать причиной перегрева солнечной короны. В то же время пока еще неизвестен характер происхождения и тенденции развития данного явления.
Загадки солнечного ветра
Не дает покоя умам ученых и боковая скорость солнечного ветра. Зонд фиксирует необъяснимую динамику изменения направления потоков по мере приближения к поверхности звезды. Было обнаружено, что ветер вращается вокруг Солнца быстрее, чем предполагалось ранее.
К Земле потоки устремляются по прямой линии, но в солнечной атмосфере в самом начале своего пути они совершают круговое движение. Также стало известно о точке, в которой вращение переходит в прямолинейное движение – по данным исследований, эта граница находится примерно в 30 млн км от светила.
И это принципиально важное наблюдение, так как высокая скорость потоков солнечного ветра прямо влияет на интенсивность развития других звезд. Чем выше активность энергетических ветров, тем быстрее звезды теряют свою энергию, что сказывается на их динамике. Отсюда можно сделать вывод о том, что и применительно к Солнцу процессы старения и изменения будут более интенсивными, чем прогнозировалось ранее. К тому же имеет место и влияние ветров на выбросы корональной массы с магнитной активностью.
Необычное поведение солнечного ветра с его загадочной траекторией в то же время и объясняет причину, по которой ранее было затруднено прогнозирование энергетических выбросов на поверхности Солнца.
Перспективы исследований
Ученые ожидают в ближайшем будущем еще немало интересных и впечатляющих сюрпризов, которые подготовят материалы оборудования Parker. К примеру, сейчас зонд приближается к возможности исследования прежде не замечаемой зоны вокруг Солнца. По словам специалистов, в этой области действует настолько высокая температура, что в ней не может сохраняться даже космическая пыль. Если прежде считалось, что космос наполнен мелкими частицами без возможности сохранения абсолютного вакуума, то теперь эта теория подвергнута сомнению. Температурный режим на некотором расстоянии от Солнца буквально испаряет мельчайшую пыль.
Оптимизм ученых в отношении будущих открытий связан и с тем, что в ближайшие годы произойдут изменения в активности светила в рамках 11-летнего солнечного цикла. На определенных этапах зонд сможет наблюдать интенсивные и более прогнозируемые выбросы корональной массы в моменты пробуждения звезды. Авторы проекта рассчитывают зафиксировать с помощью «Паркера» самые мощные и быстрые выбросы, которые в принципе способно произвести Солнце. По мере наращивания знаний о его энергетических полях и волнениях также откроются и возможности более точных прогнозов относительно активности, прямо влияющей на жизнь человека.
