Μια πρωτοποριακή νέα μέτρηση από το διαστημόπλοιο Solar Orbiter και το Parker Solar probe φέρνει τους επιστήμονες πιο κοντά από ποτέ στην επίλυση ενός μακροχρόνιου μυστηρίου που περιβάλλει τον Ήλιο. Παραδόξως, η ατμόσφαιρα του άστρου ξενιστή μας, ή της κορώνας, είναι απίστευτα πιο ζεστή από την ηλιακή επιφάνεια, παρά το γεγονός ότι είναι πιο μακριά από την προφανή πηγή ηλιακής θερμότητας – και είναι ένα αίνιγμα που απασχολεί τους φυσικούς για περίπου 65 χρόνια.
Η συνεργασία μεταξύ αυτών των δύο οργάνων κατέστη δυνατή όταν το Solar Orbiter, που λειτουργεί από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA), πραγματοποίησε διαστημική γυμναστική. Αυτοί οι ελιγμοί επέτρεψαν στο διαστημικό σκάφος να παρατηρήσει ταυτόχρονα τον ήλιο και το Parker Solar Probe της NASA. Τελικά, αυτό επέτρεψε ταυτόχρονες ηλιακές παρατηρήσεις μεταξύ των δύο, οι οποίες μαζί έδειξαν ότι οι αναταράξεις είναι πιθανό να θερμαίνουν το ηλιακό στέμμα σε απίστευτες θερμοκρασίες.
«Η ικανότητα χρήσης τόσο του Solar Orbiter όσο και του Parker Solar Probe έχει πραγματικά ανοίξει μια εντελώς νέα διάσταση σε αυτήν την έρευνα», δήλωσε ο Gary Zank, συν-συγγραφέας μιας μελέτης για τα ευρήματα και ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα στο Huntsville. είπε σε δήλωση.
Αυτή η ομάδα θα μπορούσε τελικά να λύσει το λεγόμενο «μυστήριο στεφανιαίας θέρμανσης», το οποίο περιστρέφεται γύρω από αυτό το κενό θερμότητας μεταξύ του κορώνα, που αποτελείται από ένα ατμό, νεφελώδες ηλεκτρικά φορτισμένο αέριο που ονομάζεται πλάσμα, και την επιφάνεια του ήλιου ή τη φωτόσφαιρα.
Σχετίζεται με: Οι επιστήμονες μπορεί τελικά να ξέρουν γιατί η εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου είναι τόσο τρομερά ζεστή
Ποιο είναι το μυστήριο της στεφανιαίας θέρμανσης;
Η κορώνα μπορεί να φτάσει σε θερμοκρασίες έως και 1,8 εκατομμύρια βαθμούς Φαρενάιτ (1.000.000 βαθμούς Κελσίου), ενώ 1.000 μίλια κάτω από τη φωτόσφαιρα φτάνει μόνο σε θερμοκρασίες περίπου 10.800 βαθμούς Φαρενάιτ (6.000 βαθμούς Κελσίου).
Αυτό είναι ένα ανησυχητικό γεγονός, επειδή η συντριπτική πλειοψηφία της ηλιακής θερμότητας προέρχεται από τον πυρήνα του ήλιου, όπου συμβαίνει η πυρηνική σύντηξη του υδρογόνου σε ήλιο. Είναι σαν ο αέρας περίπου ένα πόδι πάνω από τη φωτιά να είναι πιο ζεστός από τον αέρα μια ίντσα από τις φλόγες.
Το κενό θερμότητας σημαίνει επίσης ότι πρέπει να υπάρχει ένας άλλος μηχανισμός θέρμανσης που να δρα απευθείας στην κορώνα. Μέχρι τώρα, αυτός ο μηχανισμός διέφευγε τους επιστήμονες, αλλά οι αναταράξεις στην ατμόσφαιρα του Ήλιου, που θερμαίνουν σημαντικά το πλάσμα του στέμματος, θεωρούνταν από καιρό μια εύλογη εξήγηση. Ωστόσο, αυτή η υπόθεση ήταν αδύνατο να μελετηθεί με δεδομένα από ένα μόνο διαστημόπλοιο.
Οι δορυφόροι μπορούν να μελετήσουν τον ήλιο με δύο τρόπους: Μπορούν να πλησιάσουν, κάνοντας in situ μετρήσεις όπως το Parker Solar Probe της NASA, ή μπορούν να κάνουν πιο απομακρυσμένες έρευνες όπως το Solar Orbiter. Το Solar Orbiter μελετά το στέμμα περίπου 26 εκατομμύρια μίλια (42 εκατομμύρια χιλιόμετρα) από τον ήλιο, ενώ το Parker Solar Probe αντιμετωπίζει το καυτό πλάσμα του ήλιου καθώς περνά περίπου 4 εκατομμύρια μίλια (6,4 εκατομμύρια χιλιόμετρα) από την ηλιακή επιφάνεια. .
Υπάρχει όμως ένας συμβιβασμός μεταξύ των δύο προσεγγίσεων.
Η τηλεπισκόπηση μπορεί να δει ευρείες λεπτομέρειες του Ήλιου, αλλά υποφέρει όταν πρόκειται για την παρατήρηση της φυσικής που παίζει στο στεφανιαίο πλάσμα. Από την άλλη πλευρά, οι in situ παρατηρήσεις μπορούν να μετρήσουν αυτό το πλάσμα με περισσότερες λεπτομέρειες, αλλά τείνουν να χάνουν την ευρύτερη ηλιακή εικόνα.
Αυτό σημαίνει ότι η ένωση μεγάλης κλίμακας μετρήσεων γεγονότων στον ήλιο από το Solar Orbiter με λεπτομερείς παρατηρήσεις του ίδιου φαινομένου από το Parker Solar Probe θα μπορούσε να μας παρουσιάσει μια πλήρη εικόνα του ήλιου με όλες τις περίπλοκες λεπτομέρειες συμπληρωμένες – το καλύτερο είναι δύο κόσμοι.
Ωστόσο, δεν είναι τόσο απλό όσο φαίνεται. Για να διευκολυνθεί αυτή η συνεργασία, το Parker Solar Probe θα πρέπει να βρίσκεται εντός του οπτικού πεδίου ενός από τα όργανα του Solar Orbiter καθώς και οι δύο παρατηρούν τον ήλιο από τις σχετικές θέσεις τους.
Πώς οι επιστήμονες κατάφεραν να βρουν το «καλύτερο και των δύο κόσμων» για να λύσουν ενδεχομένως ένα ηλιακό μυστήριο
Μια ομάδα αστρονόμων, συμπεριλαμβανομένου του Daniele Telloni, ερευνητή στο Ιταλικό Εθνικό Ινστιτούτο Αστροφυσικής (INAF), ανακάλυψε ότι την 1η Ιουνίου 2022, τα δύο ηλιακά παρατηρητήρια θα ήταν κοντά στην επιθυμητή τροχιακή διαμόρφωση για να συμμετάσχουν σε μια τέτοια ομάδα.
Ενώ το Solar Orbiter θα κοιτούσε τον ήλιο, το Parker Solar Probe θα ήταν ακριβώς στο πλάι, λίγο έξω από το όργανο Metis του διαστημικού σκάφους της ESA – μια συσκευή που ονομάζεται “στεφανογράφος” που εμποδίζει το ηλιακό φως. φωτόσφαιρα για την απεικόνιση του στέμματος και είναι ιδανικό για μεγάλης κλίμακας απομακρυσμένες παρατηρήσεις.
Σχετικές ιστορίες:
— Ένας εκπληκτικός ηλιακός ανεμοστρόβιλος αιωρείται στο διάστημα πάνω από τον λαμπερό ήλιο
— Ποια είναι η ηλιακή αποστολή Aditya-L1 της Ινδίας;
— Τα σύννεφα του Ποσειδώνα έχουν εξαφανιστεί και ο ήλιος μπορεί να είναι η αιτία
Για να ευθυγραμμίσει τέλεια τα δύο διαστημόπλοια και να επιτρέψει στο Parker Solar Probe να δει το Métis, το Solar Orbiter κύλησε 45 μοίρες και στη συνέχεια στράφηκε ελαφρώς μακριά από τον ήλιο.
Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από αυτόν τον καλά σχεδιασμένο ελιγμό που εγκρίθηκε από την ομάδα επιχειρήσεων του διαστημικού σκάφους απέδωσαν καρπούς, αποκαλύπτοντας αναταράξεις που θα μπορούσαν πραγματικά να μεταφέρουν ενέργεια με τον τρόπο που είχαν προβλέψει θεωρητικά οι ηλιακοί φυσικοί. Θα προκαλούσαν στεφανιαία θέρμανση.
Οι αναταράξεις προκαλούν στεφανιαία θέρμανση με τρόπο παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει όταν παρασκευάζεται καφές εδώ στη Γη. Η ενέργεια μεταφέρεται σε μικρότερες κλίμακες με τυχαίες κινήσεις σε ένα υγρό ή αέριο – καφέ και πλάσμα – και αυτό μετατρέπει αυτή την ενέργεια σε θερμότητα. Στην περίπτωση της κορώνας, το πλάσμα μαγνητίζεται, που σημαίνει ότι η αποθηκευμένη μαγνητική ενέργεια μπορεί επίσης να μετατραπεί σε θερμότητα.
Η μεταφορά μαγνητικής και κίνησης ή κινητικής ενέργειας από μεγαλύτερες σε μικρότερες κλίμακες είναι η ουσία αυτής της αναταραχής, και στις μικρότερες κλίμακες επιτρέπει στις διακυμάνσεις να αλληλεπιδρούν με μεμονωμένα σωματίδια, κυρίως φορτισμένα πρωτόνια θετικά, θερμαίνοντάς τα.
Αυτό δεν σημαίνει, ωστόσο, ότι το μυστήριο της στεφανιαίας θέρμανσης είναι «μια κλειστή υπόθεση». Οι ηλιακοί επιστήμονες δεν έχουν ακόμη επιβεβαιώσει τον μηχανισμό που προτείνουν αυτά τα αποτελέσματα και από τη συνεργασία μεταξύ του Parker Solar Probe και του Solar Orbiter.
“Αυτή είναι μια επιστημονική πρωτιά. Αυτή η εργασία αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός για την επίλυση του προβλήματος της θέρμανσης του κορωνοϊού”, δήλωσε ο Daniel Müller, επιστήμονας του έργου Solar Orbiter.
Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύτηκε την Πέμπτη, 14 Σεπτεμβρίου, στο Astrophysical Journal Letters.