Первое наблюдение внутренней части коронального выброса массы с помощью зонда НАСА Parker Solar Probe

12 августа 2018 года был запущен зонд НАСА Parker Solar Probe (PSP), цель которого — пролить свет на солнечные механизмы, в том числе на загадку нагрева солнечной короны. Этот зонд — первый, который вступил в контакт с солнечной короной. Поэтому собранные им за последние четыре года данные о выбросах корональной массы (КВМ) богаты ранее не публиковавшейся информацией. Недавно зонд совершил новое достижение: впервые в истории он смог наблюдать внутреннюю часть коронального выброса массы, отделяющуюся от Солнца.

Корональные выбросы массы являются результатом интенсивного магнитного трения на поверхности Солнца. Это магнитное поле иногда вызывает выброс огромных облаков плазмы в космос и посредством механизмов магнитной конвекции формирует корональные выбросы массы, широко известные как КВМ.

В течение многих лет ученые считали, что, хотя изучение КВМ относится к области физики Солнца, они могут вносить свой вклад в космическую погоду. Более того, если КВМ попадет на Землю, это может привести к серьезным нарушениям в работе электросетей и спутников. Поэтому НАСА решило запустить зонд Parker Solar Probe, чтобы собрать данные об этих выбросах и узнать больше о других солнечных механизмах.

"Научные данные PSP - это сокровищница, в которой собраны образцы солнечного ветра на ранее неизученных радиальных расстояниях от Солнца", — говорит д-р Тарик Мохаммад Салман, постдокторант НАСА и Университета Джорджа Мейсона. "Многочисленные тематические исследования корональных выбросов массы с использованием наблюдений PSP позволили получить новую информацию об эволюции КВМ по мере распространения структур дальше от Солнца", — добавил он.

Корональный выброс массы изнутри

PSP способен выдерживать экстремальные температуры до 1377 градусов Цельсия, поскольку он оснащен современным солнечным экраном, состоящим из композитного материала на основе углерода толщиной 11,43 см. Благодаря этому материалу зонд может пролетать очень близко к Солнцу, что недавно позволило ему впервые наблюдать внутреннюю часть коронального выброса массы. По словам исследователей, это настоящий кладезь данных.

Широкопольный имиджер, или WISPR (прибор, встроенный в PSP для получения изображений солнечной короны и внутренней гелиосферы), запечатлел четкие турбулентные вихри внутри коронального выброса массы. Эти вихри, известные как неустойчивости Кельвина-Гельмгольца (KHI), возникают всякий раз, когда одна область быстро движущейся жидкости соприкасается с другой. По мнению специалистов по физике Солнца, если KHI возникают в КВМ, то это связано с тем, что плазма внутри него движется против солнечного ветра. Однако это остается гипотезой, поскольку пока не существует подходящего оборудования для наблюдения этих явлений.

"Турбулентность, порождающая KHI, играет фундаментальную роль в регулировании динамики КВМ, проходящих через окружающий солнечный ветер", — сказал Эвангелос Паурис, физик Солнца из Университета Джорджа Мейсона. "Поэтому очень важно понять эту турбулентность, чтобы лучше понять эволюцию и кинематику КВМ", — добавил он.

Эллиптическая орбита PSP позволила ему войти в солнечную корону. Таким образом, он стал первым космическим аппаратом, проникшим во внешнюю атмосферу Солнца всего в 11,5 солнечных радиусов от поверхности звезды. Сегодня, хотя зонд "Паркер" еще не вышел на свою окончательную орбиту, он уже несколько раз пролетел мимо Венеры, чтобы использовать ее гравитацию для увеличения скорости с целью дальнейшего сужения орбиты вокруг Солнца. В ноябре этого года зонд пройдет перед Венерой в седьмой раз, что позволит ему пройти с 11,5 до 9,5 солнечных радиусов в 2025 году. Согласно расчетам, он приблизится к Солнцу на расстояние 6,16 миллиона километров.