Το Solar Orbiter "θα ανοίξει ένα παράθυρο στον ηλιακό στέμμα"

Πίνακας περιεχομένων:

Το Solar Orbiter "θα ανοίξει ένα παράθυρο στον ηλιακό στέμμα"
Το Solar Orbiter "θα ανοίξει ένα παράθυρο στον ηλιακό στέμμα"
Anonim

Ο ήλιος, το πιο παρατηρήσιμο αντικείμενο στο ηλιακό σύστημα από την εμφάνιση του ανθρώπου, έχει τεράστια πολυπλοκότητα, σε σχέση με το οποίο είμαστε ακόμα πολύ μακριά από την πλήρη κατανόηση της επιρροής του στο περιβάλλον της γης και της επίδρασης στην ανθρώπινη δραστηριότητα σε τροχιά. Η ευρωπαϊκή αποστολή στον Sunλιο θα απαντήσει σε πολλές ερωτήσεις.

Μετά από αρκετές δεκαετίες αναμονής, το Solar Orbiter θα ξεκινήσει ένα πρωτοφανές ταξίδι στον Sunλιο. Το έργο προτάθηκε το 2000 και εγκρίθηκε το 2011 και η έναρξη θα πραγματοποιηθεί στις 10 Φεβρουαρίου φέτος. Η συσκευή φέρει δέκα όργανα που θα της επιτρέψουν να κατανοήσει καλύτερα τη συμπεριφορά του ήλιου. Το συζητάμε με τον Milan Maksimovich, έναν αστροφυσικό και το προσωπικό του Εθνικού Κέντρου Επιστημονικής Έρευνας, που συμμετείχε στο έργο.

Το Solar Orbiter έχει προγραμματιστεί να εκτοξευτεί το βράδυ της 9ης και 10ης Φεβρουαρίου από το Ακρωτήριο Κανάβεραλ. Ο ανιχνευτής που κατασκευάστηκε με την Airbus θα κατευθυνθεί προς τον Sunλιο. Μετά από δύο χρόνια ταξιδιού, θα μπει σε μια ελλειπτική τροχιά γύρω από το αστέρι και θα εργαστεί εκεί για τουλάχιστον επτά χρόνια.

Ο ήλιος, ο οποίος έχει προσελκύσει τη μεγαλύτερη προσοχή στον εαυτό του ως αντικείμενο του ηλιακού συστήματος από την εμφάνιση του ανθρώπου, έχει τεράστια πολυπλοκότητα, σε σχέση με την οποία είμαστε ακόμα πολύ μακριά από την πλήρη κατανόηση του έργου του, από την επιρροή του στη γη περιβάλλον για την επίδραση στην ανθρώπινη δραστηριότητα σε τροχιά. Παρά τα πλήθος επιστημονικών προγραμμάτων, οι ειδικοί εξακολουθούν να μην μπορούν να προβλέψουν τη συμπεριφορά του. Όπως σημειώνει ο Milan Maksimovic, συνειδητοποίησαν ότι για να βελτιώσουν τις γνώσεις τους σχετικά με τη «μετεωρολογία του διαστήματος και να προβλέψουν τις επιπτώσεις της ηλιακής μεταβλητότητας και δραστηριότητας», έπρεπε να «κοιτάξουν πιο κοντά» στον Sunλιο, δηλαδή να πλησιάσουν όσο τον επιτρέπει η τεχνολογία.

Τον Αύγουστο του 2018, το Solar Parker Probe ξεκίνησε για να εξερευνήσει το στέμμα, την ελάχιστα γνωστή ατμόσφαιρα από την οποία φυσάει ο ηλιακός άνεμος. Τώρα ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος και η NASA ετοιμάζονται να εκτοξεύσουν το Solar Orbiter, το οποίο υποτίθεται ότι δημιουργεί «τη σύνδεση μεταξύ αυτού που συμβαίνει στον ήλιο και του ηλιακού ανέμου», καθώς και «εμβαθύνει τις γνώσεις μας για τον ήλιο και το εσωτερικό ηλιοσφαίρα ».

Μετά την εκτόξευση, ο ανιχνευτής Solar Orbiter θα κινηθεί σε ελλειπτική τροχιά γύρω από τον Sunλιο, «πλησιάζοντάς τον μέχρι 42 εκατομμύρια χιλιόμετρα». Η συσκευή θα βρίσκεται σε μεγαλύτερη απόσταση από το φωτιστικό από το Solar Parker Probe, αλλά έχουν διαφορετικούς στόχους. Το Solar Parker Probe θα πραγματοποιήσει έρευνα στον εξωτερικό ηλιακό στεφάνι μέχρι την αρχή της ηλιοσφαίρας και ο Solar Orbiter θα τραβήξει "υπεριώδεις εικόνες του ηλιακού στεφάνου με κοσμική ανάλυση ρεκόρ (70 km / pixel)". Επιπλέον, το Solar Orbiter θα διεξάγει «έρευνα ηλιακού ανέμου σε συνεχή βάση, ιδίως όταν πλησιάζει τον Ηλιακό Πάρκερ». Αυτό θα ανοίξει για τους αστρονόμους ένα παράθυρο στον ηλιακό στέμμα, από όπου φυσάει ο ηλιακός άνεμος, ο οποίος πλένει ολόκληρο το ηλιακό σύστημα και του οποίου η αλληλεπίδραση με τον πλανήτη μας καθορίζει την κοσμική μετεωρολογία.

Ο ανιχνευτής θα πλησιάζει στον Sunλιο όσο το δυνατόν πιο κοντά μία φορά κάθε πέντε μήνες.

Όπως το Solar Parker Probe, έτσι και το Solar Orbiter δεν θα είναι πάντα όσο το δυνατόν πιο κοντά στον Sunλιο. Ο δορυφόρος θα κάνει ραντεβού μαζί του κάθε πέντε μήνες. Αυτή τη στιγμή, θα βρίσκεται μόλις 42 εκατομμύρια χιλιόμετρα από το άστρο μας, δηλαδή πιο κοντά στον Ερμή. Κατά την περίοδο της μέγιστης προσέγγισης, όταν η συσκευή θα κινηθεί με την υψηλότερη ταχύτητα, θα είναι για αρκετές ημέρες σε περίπου μία περιοχή της ατμόσφαιρας, ενώ ο Sunλιος περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της. Με άλλα λόγια, για λίγο, το Solar Orbiter θα αιωρείται πάνω από τον ήλιο, όπως κάνουν οι γεωστατικοί μετεωρολογικοί και τηλεπικοινωνιακοί δορυφόροι στην τροχιά της Γης. Ως αποτέλεσμα, θα είναι σε θέση να παρακολουθεί τον σχηματισμό καταιγίδων στην ατμόσφαιρα του Sunλιου. Αυτό θα δημιουργήσει μια ευκαιρία για πρωτοφανή παρατήρηση της μαγνητικής δραστηριότητας, η οποία συγκεντρώνεται στην ατμόσφαιρα και προκαλεί καταιγίδες και φωτοβολίδες.

Μεταξύ των ερωτήσεων που στοιχειώνουν τους επιστήμονες, αξίζει να σημειωθεί η μυστηριώδης θέρμανση του ηλιακού στεφάνου, η οποία έρχεται σε αντίθεση με τους συνήθεις κανόνες της φυσικής: με την απόσταση από την επιφάνεια ενός αστεριού ή πλανήτη, η θερμοκρασία θα πρέπει να μειωθεί. Στον Sunλιο, ανατέλλει. Και σημαντικά. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του φωτιστικού είναι περίπου 5.500 ° C, αλλά φτάνει τους "10.000 ° C στη χρωμόσφαιρα και πάνω από ένα εκατομμύριο στο στέμμα, ακόμη και 2 εκατομμύρια σε ορισμένες περιοχές". Οι ειδικοί πιστεύουν ότι «η απαραίτητη μεταφορά ενέργειας μπορεί να είναι αποτέλεσμα διακυμάνσεων στο μαγνητικό πεδίο και πολλών μικρών εκπομπών που είναι αόρατες από τη Γη». Όπως και να έχει, μέχρι στιγμής όλα παραμένουν στο επίπεδο των υποθέσεων, αφού «οι μετρήσεις του theλιου από τη Γη και την τροχιά του δεν μας επιτρέπουν να διαλύσουμε την αβεβαιότητα».

Όσον αφορά το Solar Orbiter, οι επιστήμονες είναι πεπεισμένοι ότι "εάν τα δεδομένα δεν επιτρέπουν την εξήγηση του μηχανισμού θέρμανσης, θα πρέπει να βοηθήσουν στην απόρριψη ορισμένων θεωριών" και να αφήσουν μόνο έναν μικρό αριθμό από αυτούς, ιδίως αυτόν που βασίζεται σε " παρουσία κυμάτων Alfvén στον ηλιακό στεφάνι, τα οποία αντιπροσωπεύουν έναν σημαντικό μηχανισμό μεταφοράς ενέργειας ». Το ζήτημα των κυμάτων Alfveno ενδιαφέρει επίσης τους ειδικούς του Solar Parker Probe, οι οποίοι σκοπεύουν να παρατηρήσουν από μια ακόμη πιο κοντινή απόσταση όταν ο καθετήρας πλησιάσει τον Sunλιο στα 9 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Το πιο μακρινό Solar Orbiter, το οποίο διαθέτει διαγνωστικά κορωνών μεγάλης εμβέλειας και ηλιακά εργαλεία μέτρησης ανέμου, θα μπορεί να μελετήσει την ίδια ηλιακή ροή ανέμου που θα φτάσει στη θέση του αρκετές δεκάδες ώρες αργότερα.

Η πλησιέστερη προσέγγιση στον Sunλιο θα επιτρέψει την παρατήρηση του ηλιακού ανέμου στη "νεαρή του κατάσταση", κάτι που θα βοηθήσει στην κατανόηση γιατί ο Sunλιος εκτοξεύει τέτοια ποσότητα ύλης (περίπου 70.000 τόνους ανά δευτερόλεπτο) και ποιοι μηχανισμοί οδηγούν στην επιτάχυνση του ηλιακός άνεμος. "Εμφανίζεται σε δύο μορφές, αργή, στα 300-400 km / s και γρήγορη, έως 600-800 km / s."

Επιπλέον, ο ανιχνευτής θα πρέπει να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τους μηχανισμούς των ηλιακών εκλάμψεων, "γιατί συμβαίνουν, τις διαδικασίες που τις προκαλούν, καθώς και τα φαινόμενα που σχετίζονται με αυτά και τις συνέπειες που προκαλούν", σημειώνει ο αστροφυσικός Ετιέν Παρία. Το Solar Orbiter θα πρέπει να δει την προέλευση των φωτοβολίδων, οι οποίες «θα μας επιτρέψουν να δημιουργήσουμε μια σύνδεση μεταξύ αυτού που συμβαίνει σε αυτήν την περιοχή του Sunλιου και των συνεπειών στην ηλιοσφαίρα και του διαπλανητικού μέσου». Όσον αφορά τις εκπομπές κορώνας, "που μπορούν να έχουν τον μεγαλύτερο αντίκτυπο στο περιβάλλον της γης", το Solar Orbiter θα πρέπει να παρέχει μια καλύτερη "κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σχηματίζονται και ταξιδεύουν μέσω του ηλιακού συστήματος".

Πολωνοί του Sunλιου

Μετά την πρώτη φάση των παρατηρήσεων σε μια ελλειπτική τροχιά, η οποία θα διαρκέσει περίπου 4 χρόνια, το Solar Orbiter "χρησιμοποιεί το βαρυτικό πεδίο της Αφροδίτης και της Γης για να εξέλθει από αυτό το επίπεδο και να ξεκινήσει τις παρατηρήσεις του Sunλιου και του ηλιακού ανέμου σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη". Η συσκευή θα πρέπει να τραβήξει φωτογραφίες των πολικών περιοχών του Sunλιου για πρώτη φορά. Επιπλέον, αναμένονται σημαντικά δεδομένα για το κακώς μελετημένο μαγνητικό περιβάλλον αυτών των ζωνών, τα οποία παίζουν βασικό ρόλο στον 11χρονο ηλιακό κύκλο και στην τακτική εμφάνιση ηλιακών καταιγίδων. Αυτό το μέρος της αποστολής θα αφιερωθεί στις "τοπικές ηλιοσεισμολογικές μετρήσεις και παρατηρήσεις πολικών οπών στο στέμμα, οι οποίες είναι η πηγή του γρήγορου ηλιακού ανέμου".

Τέλος, οι πληροφορίες που συσσωρεύονται από το Solar Orbiter θα είναι χρήσιμες στο μέλλον για άλλους κλάδους, όπως η εξωβιολογία. Η καλύτερη κατανόηση του ηλιακού ανέμου θα βοηθήσει στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι άνεμοι άλλων άστρων αλληλεπιδρούν και επηρεάζουν τους γύρω πλανήτες, στο βαθμό που αλλάζουν την ατμόσφαιρα και την πιθανή εμφάνιση ζωής.

Το Solar Orbiter μεταφέρει 10 όργανα, τα οποία χωρίζονται σε δύο κατηγορίες. Μερικά έχουν σχεδιαστεί για φασματική ανάλυση και δημιουργία εικόνων της ηλιοσφαίρας και του στέμματος, ενώ άλλα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του πλάσματος. Ένα από τα μοναδικά όργανα του ανιχνευτή είναι η ανάλυση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου που σαρώνει το χρόνο χρησιμοποιώντας ένα σύνολο αισθητήρων και κεραιών για τον χαρακτηρισμό ηλεκτρομαγνητικών και ηλεκτροστατικών κυμάτων στον ηλιακό άνεμο.

Βασικές ερωτήσεις στις οποίες θα πρέπει να βοηθήσει η αποστολή:

- Πώς σχηματίζεται το μαγνητικό πεδίο και ποια είναι η επίδρασή του στην ηλιακή ατμόσφαιρα;

- Ποιοι είναι οι μηχανισμοί σχηματισμού του ηλιακού στεφάνου και του ανέμου;

- Ποιες φυσικές διαδικασίες εξηγούν τις ηλιακές εκπομπές;

- Γιατί η θερμοκρασία της κορώνας μπορεί να φτάσει περισσότερους από ένα εκατομμύριο βαθμούς Κέλβιν, ενώ η θερμοκρασία της ορατής επιφάνειας είναι μόνο 6.000;

- Πώς επιταχύνεται το πλάσμα του ηλιακού ανέμου σε υπερηχητικές ταχύτητες σχεδόν 1.000 km / s;

Συνιστάται: