החללית השמש של נשק לנשק של נאס"א מרימה את הרעלה בכוכב הכי קרוב שלנו

תיאור של אמן את ה- Parker Solar Probe של נאס"א ואוסף נתונים על השמש.

(תמונה: © מעבדת פיזיקה יישומית באוניברסיטת ג'ונס הופקינס)

השמש מתחיל לוותר על כמה מסודותיו השמורים ביותר.

תוצאות המדע הראשונות הן של תוצאות נאס"א פרקר סולארי בדיקה (PSP), שטס מהר יותר וקרוב יותר לשמש מכל חפץ אחר מעשה ידי אדם בהיסטוריה.

החזרות הראשונות של ה- PSP, המדווחות בארבעה מאמרים שפורסמו באינטרנט היום (דצמבר 4) בכתב העת Nature, מתחילות להרים את הרעלה על כוכב כדור הארץ, שנשאר מסתורי באופן מפתיע למרות שלנצח היותו האור הבהיר בשמינו.

דניאל Verscharen, חוקר במעבדת מדעי החלל Mullard באוניברסיטת קולג 'בלונדון, כתב על "ארבעת העיתונים הללו מראים כי על ידי מעבר לאזור שלא נחקר במערכת השמש, ה- PSP גילה תגליות גדולות." תצוגות "קטע באותה גליון של הטבע. Verscharen לא היה מעורב באף אחד מהמחקרים החדשים.

מנשק את השמש

ה PSP הושק באוגוסט 2018במשימה של 1.5 מיליארד דולר כדי לעזור לחוקרים להבין טוב יותר את פעולתה הפנימית של השמש.

מדעני המשימה מעוניינים במיוחד לפתור שני חידות ארוכת שנים: כיצד זרם החלקיקים הזורם ברציפות מהשמש, המכונה רוח השמש, מואץ למהירויותיו האדירות; ולמה האווירה החיצונית של השמש, או הקורונה, היא כל כך הרבה יותר חם מהשטח שלו. (טמפרטורות קורונה יכולות להגיע ל -2 מיליון מעלות פרנהייט, או 1.1 מיליון מעלות צלזיוס. פני השמש הם בעלי מזג בינוני בהשוואה, 11,000 מעלות צלזיוס, או 6,000 מעלות צלזיוס).

PSP מתמודד עם שאלות אלה על ידי התמצאות מצחיקה הקורונה עצמה. פעם בחמישה חודשים בערך, הגשש מתקרב לאווירה השמשה של השמש, ומקבל מבט חסר תקדים על הכוכב שלנו.

הגישות הקרובות ביותר, או מעברי perihelion, לקחו את ה- PSP עד 15 מיליון מיילים (משטח השמש עד כה). לפני משימה זו, הקרוב ביותר שגילה בדיקה לשמש אי פעם היה 26.55 מיליון מיילים (42.73 מיליון ק"מ) - הישג שהושק בשנת 1976 על ידי כלי השיט של Helios 2, מאמץ משותף של ארצות הברית וגרמניה המערבית לשעבר.

הליוס 2 קבעה גם את השיא למהירות המהירה ביותר ביחס לשמש, במהירות של 153,454 קמ"ש (246,960 קמ"ש). סימן זה נשבר על ידי האורביטר ג'ונו יופיטר של נאס"א, שהגיע ל -165,000 קמ"ש (265,000 קמ"ש) במהלך הגעתו לענקית הגז ביולי 2016. אולם ה- PSP הוא כעת מלך המהירות: במהלך מעבר ה perihelion הראשון של החללית, בנובמבר. 6, 2018, כוח הכבידה העוצמתי של השמש האיץ את ה- PSP ל- המהירות הגבוהה ביותר של 213,243 קמ"ש (343,181 קמ"ש).

התנאים בקורונה הם קיצוניים, כמובן, ולכן ה- PSP מצויד בשריון כבד כלשהו: מגן בעובי של 4.5 אינץ '(11.4 סנטימטרים), המגן על כלי השיט ועל ארבעת מכשירי המדע שלו מפני חום אינטנסיבי קרינה.

מכשירים אלה הם ניסוי השדות (שדות), המודד שדות וגלים חשמליים ומגנטיים בין היתר; החקירה המדעית המשולבת של השמש (ISoIS) המאפיינת את האלקטרונים, הפרוטונים והיונים הכבדים המואצים למהירויות גבוהות באטמוספירת השמש ומחוצה לה; הדמיה רחבה לשדה בדיקה סולארית (WISPR), מערכת טלסקופים המצלמים את הקורונה והסביבה; וחקירת האלקטרוניקה הרוחית האלקטרונית והפרוטונים (SWEAP), החוקרת את המרכיבים השכיחים ביותר ב רוח השמש (אלקטרונים, פרוטונים ויוני הליום).

ארבעת העיתונים החדשים מדווחים על מה שהמכשירים הללו צפו במהלך שני המעברים הראשונים של ה- PSP, שהתרחשו בנובמבר 2018 ובאפריל 2019.

מעקב אחר רוח השמש "האיטית" למקורו

אחד המחקריםלדוגמה, מצא כי פילדס מתחיל להשיג את הסחורה על רוח השמש "האיטית", מרכיב של הנחל שלא עולה על 1.1 מיליון קמ"ש (1.8 מיליון קמ"ש). "איטי" הוא מונח יחסי כאן; רוח השמש "המהירה" רוכסת במהירות כפול מהמהירות.

מדענים כבר ידעו כי רוח השמש המהירה מקורה ב"חורים "גדולים בכתמים - טלאים שבהם האטמוספרה החיצונית קרירה ורזה משמעותית מהרגיל - בסמוך לקטבי השמש. והנתונים משדות מראים כי הרוח האיטית מגיעה גם מחילות אלמוניות, אך מקטנות יותר סמוך לקו המשווה.

שדות צפו גם בהיפוכים מפתיעים בשדה המגנטי הסולארי שזרם על פני החללית: השדה לפעמים הפך את כיוונו 180 מעלות ואז, תוך שניות או דקות, החלף שוב.

בהצהרה נמסר מחבר מוביל המחקר והחוקר הראשי של פילדס, סטיוארט בייל, פרופסור לפיזיקה מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי. "ההחלפות הללו קשורות ככל הנראה למטוסי פלזמה מסוג כלשהו. "התחושה שלי היא שהמתגרים האלה, או מטוסים, הם מרכזיים בבעיית חימום השמש הרוח."

נתונים מ- SWEAPבינתיים, ציין כי היפוכים כאלה הם "עיקולים בצורת S בקווי השדה המגיעים מהשמש", כהגדרתו של Verscharen, וכי הכפכפים מגבירים את מהירות רוח השמש.

ממצאי ISoIS לעזור לבשר את התמונה המתהווה. נתוני המכשיר מראים שלוקח לחלקיקים סולאריים אנרגטיים זמן רב יותר ממה שצפוי להגיע PSP, אולי מכיוון שהם נוסעים לאורך קווי השדה המפתיעים בצורת S.

ISoIS זיהה גם התפרצויות של חלקיקים רבים שאינם דרמטיים מספיק כדי להבחין במכשירים כאן בכדור הארץ.

בהצהרה נמסר דיוויד מקומס מאוניברסיטת פרינסטון, החוקר הראשי של ISoIS ומחבר ראשי של אחד המחקרים החדשים, "זה מדהים - אפילו בתנאי מינימום סולאריים, השמש מייצרת הרבה יותר אירועי חלקיקים אנרגטיים זעירים ממה שחשבנו אי פעם". (פעילות סולארית הולכת ומתעצמת במחזור של 11 שנים, והכוכב שלנו נמצא בשלב יחסית לא פעיל.)

מקומס הוסיף כי "מדידות אלה יעזרו לנו להתיר את המקורות, האצה והובלת חלקיקים אנרגיים סולאריים ובסופו של דבר להגן טוב יותר על לוויינים ואסטרונאוטים בעתיד.

ו- WISPR נותן למדענים תמונה ברורה יותר של השמש, הקורונה והאזור המורכב, הסוער, שמסביב לכוכבנו. תמונות WISPR עוזרות להכניס את המידע שנאסף על ידי המכשירים האחרים להקשר תקין ומניבות תובנות בזכות עצמן.

לדוגמה, מחקר רביעי חדש על פי הדיווחים, תמונות WISPR מספקות עדויות לאזור נטול אבק ליד השמש, אשר הוצב אך טרם התגלה ישירות. "התמונות המפורטות מה- PSP מראות גם וריאציות מרחביות ברוח השמש התואמות את הווריאציות בשדה המגנטי של השמש על פני השטח שלה, וחושפות גושי פלזמה קטנים שנפלטים מהשמש ומהווים חלק מהרוח השמש הצעירה, "Verscharen כתב.

הטוב עוד לפנינו

התשובה של הרוח השמש היא חלקית כרגע, ועדיין לא ברור כיצד בדיוק מחוממת הקורונה בצורה כה דרמטית (אם כי התוצאות החדשות מספקות כמה רמזים מסקרנים). אבל לצוות PSP יש מספיק זמן למלא את החסר, כי התוצאות החדשות שפורסמו הן רק ההתחלה. החללית נועדה להמשיך וללמוד את השמש עד 2025, ומעברי ה perihelion שלה ימשיכו להתקרב יותר ויותר, בזכות פיסולי מסלול מפוסלים של מסלול ונוס.

מסלול המדע הסופי של PSP, למשל, ייקח אותו בטווח של 3.83 מיליון מיילים בלבד (6.16 מיליון קמ"ש) משטח השמש ויש בו מהירויות עיליות של כ -430,000 קמ"ש (690,000 קמ"ש).

וגישות קרובות אלה בעתיד יהפכו לעיתים תכופות יותר, מכיוון שמסלול ה- PSP סביב השמש יתכווץ. תקופת מסלולו של הגשושית כרגע היא כ -150 ימי כדור הארץ אך היא תימשך 88 יום עד סיום המשימה.

אורכה של אותה משימה יאפשר לצוות PSP ללמוד את השמש בשלבים מגוונים של מחזור הפעילות שלה במשך 11 שנים. אז החללית המנשקת לשמש צריכה לאסוף שלל נתונים מעניינים המעסיקים חוקרים למשך זמן רב.

"צפוי שנתוני PSP ינחו את הבנתנו את השמש ואת רוח השמש במשך שנים רבות", כתב Verscharen. "דגמים ותיאוריות חדשות יונעו כתוצאה מהתגליות של החללית, והידע הזה יועבר לכוכבים אחרים ופלזמות אסטרופיזיות ברחבי היקום."

• הנה איך נראית כדור הארץ כשאתה פונה לשמש
• חידון סולארי: עד כמה אתה מכיר את השמש שלנו?
• השקת תמונות! החללית של פרקר השמש של נאס"א פורצת לגעת בשמש

סיפור זה עודכן בשעה 14:00. EST יכלול הצהרה של דיוויד מקומס.

ספרו של מייק וול על החיפוש אחר חיים זרים, "שם"(הוצאת Grand Central, 2018; מאויר על ידי קארל טייט), יוצא עכשיו. עקוב אחריו בטוויטר @ michaeldwall. עקבו אחרינו בטוויטר @ Spacedotcom או פייסבוק.