Наше Солнце все еще очень загадочно, но мы подбираемся к нему ближе, чем когда-либо прежде.
Автор: Марина Корен
Келли Коррек до сих пор вспоминает, как ее космический аппарат влетел в Солнце, в один момент промчался сквозь бурный поток быстро движущихся частиц, а в другой — погрузился в более спокойное место, где плазма переливалась, словно волны океана. Ни один аппарат еще не пересекал эту загадочную границу. Но Коррек и ее команда отправили миссию именно с этой целью, и их план сработал. Впервые в истории космический аппарат вошел в атмосферу Солнца.
«Это очень крутое, но весьма жаркое местечко» — отмечает Коррек, физик солнечной энергии в НАСА. «Мы коснулись плазмы и газа, которые на самом деле принадлежат Солнцу».
Зонд НАСА, названный «Паркер», совершил историческое погружение в апреле прошлого года, но ученые ждали до прошлого месяца, чтобы объявить о достижении, после того как проанализировали данные и убедились, что космический аппарат действительно пересек верхний слой солнечной атмосферы, известный как корона. Тогда НАСА объявило, что Паркер «коснулся Солнца», воспользовавшись при этом некоторой поэтической метафорой. Космический аппарат не может дотянуться до фотосферы — слоя, излучающего свет, который обычно считается «поверхностью» Солнца. Но даже она не является отдельной, твердой поверхностью, как поверхность Земли.
Космический аппарат Паркер покинул Землю в 2018 году и путешествует по длинной петле вокруг нашей звезды, совершая периодические визиты к ней в прихожую. Построенный Лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Мэриленде, он рассчитан на то, чтобы выдержать экстремальные условия: пролететь так близко от нашего замечательного, палящего шара ядерного синтеза и погрузиться в его атмосферу, по крайней мере, на несколько часов, чтобы поплавать в обжигающей материи. Чтобы добраться туда, тоже пришлось потрудиться. Достичь Солнца, как ни странно, сложнее, чем добраться до внешних планет или вообще покинуть Солнечную систему. Земля движется вокруг светила с огромной скоростью. космический корабль, направляющийся, например, к Юпитеру, может использовать этот импульс, чтобы лететь быстрее. Но космический корабль, направляющийся к центру Солнечной системы, должен замедлиться, чтобы его орбита сузилась, а не расширилась, и он мог начать двигаться ближе. Существующие ракетные технологии не позволяют добиться такого эффекта, поэтому инженеры должны семь раз за время полета провести Паркера мимо Венеры, чтобы космический аппарат мог использовать гравитацию этой планеты в качестве тормоза.
НАСА предпринимает это запутанное путешествие, потому что Солнце, каким бы знакомым оно нам ни казалось, все еще остается загадочным астрономическим объектом. Специалисты дали название этой миссии в честь Юджина Паркера, астрофизика, который в 1950-х годах открыл солнечный ветер — поток высокоэнергетических частиц, постоянно вытекающих из короны. Солнечный ветер распространяется до самых краев Солнечной системы, образуя уютный пузырь вокруг всех наших планет и лун, защищая нас от межзвездной радиации. Спустя десятилетия ученые все еще не понимают Солнце и многие его свойства, включая этот бурный ветер. Они еще не выяснили, откуда именно берется солнечный ветер, и как Солнцу удается нагревать свою атмосферу до 2 миллионов градусов по Фаренгейту, в то время как его поверхность остается сравнительно прохладной — 10 000 градусов.
Когда в прошлом году Паркер влетел в сверхгорячую корону, он обнаружил область, где солнечный материал перемешивается, прежде чем часть его вырвется наружу и превратится в солнечный ветер, дующий от Солнца по всей Солнечной системе. Когда этот ветер достигает Земли, мы ощущаем его как равномерный бриз. Но внутри короны Паркер может обнаружить отдельные потоки, подобно жидкости, вытекающей из шарика с водой, проколотого дырочками, отмечает Стюарт Бейл, профессор физики из Калифорнийского университета в Беркли, который работает над миссией. «Сейчас мы находимся достаточно близко, чтобы увидеть, что существуют отдельные источники ветра и что они сливаются вместе, когда выходят наружу» — подчёркивает специалист. Те аспекты Солнца, которые Паркер наблюдал в его атмосфере, невозможно изучить издалека. Единственный путь — через него, а затем наружу.
В ноябре Паркер снова совершил влёт в корону, и ученые с нетерпением ждут возможности проанализировать свежие данные. В настоящее время космический аппарат направляется к очередному сближению в конце февраля, его единственный в своем роде теплозащитный экран готов снова защитить его внутренности от палящей среды. Мелкие зерна космической пыли — межзвездные обломки, притянутые к Солнцу, или остатки испарившихся комет, которые прошли слишком близко, — как и ожидала команда, оторвали некоторые части космического аппарата. «У нас было несколько столкновений, которые вывели из строя некритичные компоненты датчиков» — говорит Джастин Каспер, специалист по физике Солнца в команде . Это немного стрессовая ситуация, но Паркер выживет, даже когда приблизится к Венере. В ближайшие несколько лет аппарат должен еще дважды пролететь мимо Венеры, чтобы еще больше приблизиться к Солнцу и еще глубже заглянуть в корону.
Миссия Паркера должна завершиться в конце 2025 года. НАСА может принять решение о продлении работы, но если организация этого не сделает, и Паркер отключится, зонд не сможет удержать свой теплозащитный экран направленным на Солнце, объясняет Коррек. Он превратится в обугленный кусок металла, который будет вращаться вокруг Солнца еще миллионы лет, никогда не падая на поверхность, как и многие другие объекты вокруг нашей звезды. Если столкновение с космическим мусором не уничтожит Паркер, то в конечном итоге это сделает Солнце, через несколько миллиардов лет, когда у звезды закончится топливо, она расширится и уничтожит все во внутренней Солнечной системе.
Пока же Паркер в порядке и успешно функционирует. Во время прошлогоднего знаменательного погружения в корону он снял черно-белые кадры, наполненные танцующими полосами солнечного ветра, а также кусочки самого себя, светящиеся белым в солнечном свете. На заднем плане проносится отчетливая форма Млечного Пути, море других звезд, других солнц. Коррек считает сюрреалистичным, что нечто, к чему она когда-то прикасалась, пролетело сквозь солнечную атмосферу. Как физик Солнца, она воспринимает светило иначе, чем все остальные, ее мысли заняты космическими зондами и горячей плазмой в солнечные дни. «Помню, я была на пляже, смотрела вверх и думала: «Ха, Паркер там; Паркер сейчас очень близко к Солнцу» — сказала она мне. «А я сижу здесь и наслаждаюсь светилом на расстоянии 93 миллионов миль».
Оригинал: The Atlantic
