Το Parker Solar Probe της NASA ρίχνει «φως» στον ήλιο, με νέα πολύτιμα στοιχεία για το άστρο μας

Το Parker Solar Probe της NASA ρίχνει «φως» στον ήλιο, με νέα πολύτιμα στοιχεία για το άστρο μας

nasa.gov

Πολύτιμα νέα στοιχεία για τον ήλιο δίνει το Parker Solar Probe της NASA, το οποίο εκτοξεύτηκε τον Αύγουστο του 2018: Το σκάφος, που έχει πλησιάσει περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο διαστημόπλοιο το άστρο του πλανητικού μας συστήματος, ολοκλήρωσε τρία από 24 σχεδιασμένα περάσματα από τμήμα του στέμματος του Ήλιου, και τέσσερα νέα επιστημονικά άρθρα στο Nature περιγράφουν τι ανακάλυψαν οι επιστήμονες χάρη σε αυτά.

Από τις έρευνες προκύπτουν νέες πληροφορίες σχετικά με τη συμπεριφορά του υλικού και των σωματιδίων που απομακρύνονται από τον ήλιο, βοηθώντας τους επιστήμονες να απαντήσουν σε θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά τα φυσικά δρώμενα στο άστρο. Τα στοιχεία που παρέχει το Parker ρίχνουν «νέο φως» στο πώς ο ήλιος εξαπολύει συνέχεια υλικό και ενέργεια, βοηθώντας τους επιστήμονες να αναθεωρήσουν τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται για την κατανόηση και πρόγνωση του διαστημικού καιρού στον πλανήτη μας, καθώς και να κατανοήσουν καλύτερα τη διαδικασία με την οποία τα άστρα δημιουργούνται και εξελίσσονται.

NASA GODDARD Το Parker Solar Probe της NASA ρίχνει «φως» στον ήλιο

Ο ήλιος είναι μαγνητικά ενεργός, εξαπολύοντας ισχυρές εκλάμψεις φωτός, «ριπές» σωματιδίων που κινούνται με ταχύτητα που πλησιάζει αυτήν του φωτός και νέφη μαγνητισμένου υλικού δισεκατομμυρίων τόνων. Όλη αυτή η δραστηριότητα επηρεάζει τη Γη, αποστέλλοντας στο διάστημα σωματίδια τα οποία επηρεάζουν δορυφόρους και αστροναύτες, τηλεπικοινωνίες κ.α. Αυτά που συμβαίνουν στον ήλιο είναι κρίσιμης σημασίας ως προς την κατανόηση του τι συμβαίνει στο διάστημα γύρω μας. Το μεγαλύτερο μέρος του υλικού που ξεφεύγει από τον ήλιο είναι μέρος του ηλιακού ανέμου- μιας συνεχούς ροής ηλιακού υλικού που κυκλοφορεί σε όλο το ηλιακό μας σύστημα. Το ιονισμένο αυτό αέριο (πλάσμα) μεταφέρει μαζί του τα μαγνητικά πεδία του ήλιου, εκτείνοντάς το σε μια γιγαντιαία φυσαλίδα διαμέτρου άνω των 10 δισεκατομμυρίων μιλίων.

Ο ηλιακός άνεμος είναι μια σχετικά ενιαία ροή πλάσματος- ωστόσο κατά καιρούς παρουσιάζει έντονες διακυμάνσεις και αναταραχές. Όταν φτάνει κοντά στη Γη ωστόσο, έχει ήδη ταξιδέψει πολύ, οπότε τα «σήματα» από τους μηχανισμούς στον ήλιο που τις προκάλεσαν έχουν χαθεί. Το Parker Solar Probe, έχοντας πλησιάσει πιο κοντά, ήταν σε θέση να «δει» ένα πολύπλοκο, ενεργό σύστημα.

Όπως και ο ίδιος ο ήλιος, ο ηλιακός άνεμος αποτελείται από πλάσμα, όπου αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια έχουν αποχωριστεί από θετικά φορτισμέναο ιόντα, δημιουργώντας μια «θάλασσα» σωματιδίων. Αυτά τα σωματίδια, που αιωρούνται ελεύθερα, σημαίνουν πως το πλάσμα φέρει ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, και οι αλλαγές στο πλάσμα συχνά υποδεικνύουν σημάδια σε αυτά τα πεδία. Οι μετρήσεις των οργάνων του σκάφους έδειξαν γρήγορες αντιστροφές στο μαγνητικό πεδίο και ξαφνικούς, ταχείς πίδακες υλικού- χαρακτηριστικά που κάνουν τον ηλιακό άνεμο πιο ταραχώδη.

Ένα άλλο από τα ερωτήματα που απασχολούσαν τους επιστήμονες εδώ και δεκαετίες ήταν το πώς ακριβώς ο ηλιακός άνεμος «ρέει» από τον ήλιο. Από τη Γη ο ηλιακός άνεμος φαίνεται να ρέει απευθείας προς όλες τις κατευθύνεις-ωστόσο, ο ήλιος περιστρέφεται καθώς τον απελευθερώνει, και πριν συμβεί αυτό, ο ηλιακός άνεμος περιστρέφεται μαζί του. Σε κάποιο σημείο μεταξύ ήλιου και Γης, ο ηλιακός άνεμος κάνει τη μετάβαση: Από εκεί που περιστρέφεται με τον ήλιο, αρχίζει να ρέει προς τα έξω.

Αυτό το σημείο παρουσιάζει επιστημονικό ενδιαφέρον, καθώς παρέχει στοιχεία σχετικά με το πώς ο ήλιος αποδεσμεύει ενέργεια, κάτι που, με τη σειρά του, βοηθά στην καλύτερη κατανόηση του «κύκλου ζωής» άλλων άστρων ή του σχηματισμού πρωτοπλανητικών δίσκων (που οδηγούν στη δημιουργία πλανητών). Για πρώτη φορά, το Parker Solar Probe ήταν σε θέση να παρατηρήσει τον ηλιακό άνεμο ενώ ακόμα περιστρέφεται. Η δύναμη αυτής της περιστροφής ήταν μεγαλύτερη από ό,τι είχαν προβλέψει πολλοί επιστήμονες, ενώ η μετάβαση προς μια ροή προς τα έξω γινόταν πιο γρήγορα από ό,τι αναμενόταν.

Άλλο ένα ερώτημα το οποίο φαίνεται πως θα απαντηθεί τελικά είναι η περίεργη ζώνη χωρίς σκόνη. Το ηλιακό σύστημα είναι γεμάτο σκόνη- τα απομεινάρια συγκρούσεων που είχαν ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό πλανητών, αστεροειδών, κομητών κ.α. Οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι κοντά στον ήλιο η σκόνη αυτή θα θερμαινόταν σε υψηλές θερμοκρασίες, με αποτέλεσμα τη μετατροπή της ασε αέριο και τη δημιουργία μιας ζώνης χωρίς σκόνη γύρω από τον ήλιο- αλλά αυτό δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ. Για πρώτη φορά τα όργανα του Parker Solar Probe ήταν σε θέση να παρατηρήσουν απευθείας το αραίωμα της σκόνης. Επίσης, οι μετρήσεις του σκάφους παρείχαν πολύτιμα στοιχεία για δύο σημαντικά φαινόμενα του ηλιακού καιρού: Τις καταιγίδες ενεργητικών σωματιδίων και τις στεμματικές εκπομπές μάζας (CME).

Μικροσκοπικά σωματίδια- ηλεκτρόνια και ιόντα- επιταχύνονται από την ηλιακή δραστηριότητα, δημιουργώντας καταιγίδες. Γεγονότα στον ήλιο μπορούν να τα στείλουν έξω στο ηλιακό σύστημα με ταχύτητα που πλησιάζει αυτήν του φωτός, κάτι που σημαίνει ότι φτάνουν στη Γη μέσα σε διάστημα μικρότερο της μισής ώρας. Τα σωματίδια αυτά έχουν μεγάλη ενέργεια, οπότε μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα σε ηλεκτρονικά συστήματα ή ακόμα και να απειλήσουν αστροναύτες. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο επιταχύνονται τα σωματίδια αυτά είναι κρίσιμης σημασίας.

Όργανα του σκάφους πραγματοποίησαν μετρήσεις σε διάφορα φαινόμενα ενεργητικών σωματιδίων, τα οποία δεν μπορούσαν να παρατηρηθούν από τη Γη, λόγω απόστασης. Μεταξύ άλλων, παρατηρήθηκε και ένα σπάνιο είδος έκλαμψης σωματιδίων με ιδιαίτερα υψηλή αναλογία βαρύτερων στοιχείων. Ακόμη, συγκεντρώθηκαν πολύτιμα στοιχεία σχετικά με τις CME- φαινόμενα όπου εκτοξεύονται νέφη ηλιακού υλικού δισεκατομμυρίων τόνων, επηρεάζοντας τη Γη και άλλους κόσμους (σε σημείο που μπορούν, στον πλανήτη μας, να προκληθούν προβλήματα σε δίκτυα ηλεκτροδότησης).

Καθώς το Parker Solar Probe συνεχίζει το ταξίδι του, θα κάνει 21 ακόμα περάσματα σε όλο και πιο κοντινές αποστάσεις, καταλήγοντας σε τρεις τροχιές σε σχετικά μικρή απόσταση από την επιφάνεια του άστρου.