Solar Orbiter прислал впечатляющие снимки Солнца
26 марта 2022 года космический аппарат Solar Orbiter совершил первый из своих близких проходов через перигелий. Космический зонд пролетел ближе к Солнцу, чем внутренняя планета Меркурий, достигнув максимального сближения всего на 32% расстояния от Земли до нашей звезды.
Сделанные так близко к Солнцу изображения были впечатляющими. На них видны мощные вспышки, захватывающие виды на солнечные полюса и любопытный солнечный «еж» — самая привлекательная особенность, наблюдаемая во время этого перигелия; он простирается на 25 000 км поперек Солнца и имеет множество шипов горячего и более холодного газа, которые тянутся во всех направлениях.
Solar Orbiter — это совместная миссия ЕКА и НАСА по изучению нашего Солнца. Запущенный 10 февраля 2020 года, зонд несет десять научных инструментов.
Его главная научная цель — исследовать связь между Солнцем и гелиосферой.
Гелиосфера — это большой космический пузырь, простирающийся за пределы планет нашей Солнечной системы. Он заполнен электрически заряженными частицами, большая часть которых была выброшена Солнцем и образовала солнечный ветер.
Именно движение этих частиц и связанные с ними солнечные магнитные поля создают космическую погоду.
Чтобы увидеть влияние Солнца на гелиосферу, результаты приборов Solar Orbiter, которые регистрируют частицы и магнитные поля, проходящие через космический корабль, должны быть отслежены до событий на видимой поверхности Солнца или вблизи него, которые фиксируется приборами дистанционного зондирования.
Это непростая задача, поскольку магнитная среда вокруг Солнца очень сложна, но чем ближе космический аппарат может подойти к Солнцу, тем проще будет проследить движение частиц обратно к Солнцу вдоль «магистралей» силовых линий магнитного поля.
Первый перигелий был ключевой проверкой этого, и результаты пока выглядят очень многообещающе.
21 марта 2022 года, за несколько дней до перигелия, через Solar Orbiter пронеслось облако энергичных частиц. Оно было обнаружен Детектором энергетических частиц (EPD).
Характерно, что первыми прибыли самые энергичные из них, за ними следовали все более и более низкие энергии.
«Это говорит о том, что частицы не образуются рядом с космическим кораблем. Вместо этого они были произведены в солнечной атмосфере, ближе к поверхности Солнца», — сказал главный исследователь EPD Хавьер Родригес-Пачеко, исследователь из Университета Алькалы. «Пересекая пространство, более быстрые частицы опережали более медленные, как бегуны в спринте».
В тот же день эксперимент Solar Orbiter Radio and Plasma Waves (RPW) заметил их приближение, зафиксировав сильный характерный размах радиочастот, возникающий, когда ускоренные частицы — в основном электроны — движутся по спирали вдоль силовых линий магнитного поля Солнца. Затем RPW обнаружил колебания, известные как волны Ленгмюра.
«Это признак того, что энергичные электроны прибыли на космический корабль», — сказал главный исследователь RPW доктор Милан Максимович, исследователь LESIA в Парижской обсерватории.
Из инструментов дистанционного зондирования и EUI, и рентгеновский спектрометр/телескоп (STIX) видели события на Солнце, которые могли быть причиной выброса частиц.
В то время как частицы, которые устремились в космос, были обнаружены EPD и RPW, важно помнить, что другие частицы могут перемещаться вниз от события, ударяясь о более низкие уровни атмосферы Солнца. Здесь на помощь приходит STIX.
В то время как EUI видит ультрафиолетовый свет, испускаемый местом вспышки в атмосфере Солнца, STIX видит рентгеновское излучение, которое возникает, когда электроны, ускоренные вспышкой, взаимодействуют с атомными ядрами на нижних уровнях атмосферы Солнца.
Как именно связаны все эти наблюдения, теперь предстоит выяснить исследователям.
По составу частиц, обнаруженных EPD, есть некоторые указания на то, что они, вероятно, были ускорены корональным ударом в более постепенном событии, а не импульсивно от вспышки.
«Возможно, у нас есть несколько центров ускорения», — сказал главный исследователь STIX доктор Сэмюэл Крукер, исследователь из FHNW.
Еще одна особенность этой ситуации заключается в том, что магнитометр (MAG) в то время не зарегистрировал ничего существенного. Однако в этом нет ничего необычного.
Объединив данные со всех инструментов, ученые смогут рассказать историю солнечной активности с поверхности Солнца, до Solar Orbiter и за его пределами.
И именно эти знания проложат путь к будущей системе, предназначенной для прогнозирования условий космической погоды на Земле в режиме реального времени.
В преддверии перигелия Solar Orbiter даже почувствовал, как может работать такая система.