Sono trascorsi 124 giorni da quando è stata lanciata la sonda solare Parker e diverse settimane da quando ha avvicinato di più qualsiasi veicolo spaziale a una stella. Ora, gli scienziati stanno mettendo le mani sui dati dall'approccio ravvicinato. Quattro ricercatori nel recente incontro dell'American Geophysical Union a Washington, D.C. hanno condiviso ciò che sperano di poter imparare dalla sonda. Sperano che i dati della sonda solare Parker li aiuteranno a rispondere a domande vecchie di decenni sul Sole, sulla sua corona e sul vento solare.
Gli scienziati che studiano il Sole lo anticipano da molto tempo e l'attesa è valsa la pena.
“Gli eliofisici attendono da oltre 60 anni che una missione come questa sia possibile. I misteri solari che vogliamo risolvere stanno aspettando nella corona. " - Nicola Fox, direttore della divisione Heliophysics presso la sede della NASA.
L'eccitazione è tutta intorno alla prima fase di incontro solare della PSP. Dal 31 ottobre all'11 novembre 2018, la sonda solare Parker ha completato la prima fase dell'incontro solare, accelerando attraverso l'atmosfera esterna del sole - la corona - e raccogliendo dati senza precedenti con quattro suite di strumenti all'avanguardia. La PSP orbiterà attorno al Sole 24 volte, per 24 fasi di incontro solare. Durante la missione, la sonda utilizzerà 7 fly-assist di gravità di Venere per ridurre progressivamente la sua orbita attorno al Sole.
Ogni fase di incontro solare si verifica quando la sonda si trova entro 0,25 UA del Sole e durante questi periodi gli strumenti scientifici raccoglieranno dati. La sonda sarà esposta a calore e radiazioni estreme durante quel periodo e non può comunicare. Solo una volta che esce da ogni fase può inviare i suoi dati sulla Terra per far riflettere gli eliofisici.
"Parker Solar Probe ci sta fornendo le misure essenziali per comprendere i fenomeni solari che ci hanno sconcertato per decenni." - Nour Raouafi, scienziato del progetto PSP, JHU / APL.
La prima fase dell'incontro solare è completa e, sebbene la missione abbia ancora molto lavoro da fare, gli scienziati di Parker hanno condiviso parte di ciò che sperano di imparare dalla missione presso l'American Geophysical Union di Washington DC.
Quando è stata progettata la missione PSP, gli scienziati volevano affrontare tre importanti domande relative all'eliofisica:
- In che modo l'atmosfera esterna del Sole, la corona, viene riscaldata a temperature circa 300 volte superiori alla superficie visibile sottostante?
- In che modo il vento solare viene accelerato così rapidamente alle alte velocità che osserviamo?
- In che modo alcune delle particelle più energetiche del Sole si allontanano dal Sole a più della metà della velocità della luce?
"Parker Solar Probe ci sta fornendo le misure essenziali per comprendere i fenomeni solari che ci hanno lasciato perplessi per decenni", ha affermato Nour Raouafi, scienziato del progetto Parker Solar Probe presso il Johns Hopkins University Applied Physics Lab di Laurel, nel Maryland. "Per chiudere il collegamento, è necessario il campionamento locale della corona solare e del giovane vento solare e Parker Solar Probe sta facendo proprio questo."
Nessun veicolo spaziale è mai stato così vicino al Sole come la PSP, quindi gli scienziati non sanno esattamente cosa aspettarsi dai dati. Sanno cosa sperano di imparare, ma non possono esserne sicuri.
"Non sappiamo cosa aspettarci così vicino al Sole finché non avremo i dati e probabilmente vedremo alcuni nuovi fenomeni", ha detto Raouafi. "Parker è una missione esplorativa - il potenziale per nuove scoperte è enorme."
I rapporti della PSP suggeriscono che la prima fase scientifica ha acquisito dati di qualità. Ciò è in parte dovuto al sorvolo di Venere, quando la sonda è stata in grado di effettuare alcune misurazioni del pianeta, verificando che gli strumenti funzionassero. Alcuni dati della prima fase scientifica sono stati scaricati, ma gli eliofisici dovranno aspettare per metterli le mani sopra. A causa delle sfide nel profilo della missione, alcuni dei dati scientifici di questo incontro non verranno downlink se non dopo il secondo incontro solare della missione nell'aprile 2019.
La sonda solare Parker non è l'unica astronave che studia il sole. Altre imbarcazioni includono il SOHO (Solar Heliospheric Observatory), l'SSO (Solar Dynamics Observatory) e l'astronave STEREO-A (Solar and Terrestrial Relations Observatory Ahead). Ma nessuno di questi tre si è avvicinato al Sole quanto la PSP, anche se stanno facendo importanti scienze proprie.
"Parker Solar Probe sta andando in una regione che non abbiamo mai visitato prima", ha detto Terry Kucera, un fisico solare presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. "Nel frattempo, da lontano, possiamo osservare la corona del Sole, che sta guidando il complesso ambiente intorno alla sonda solare Parker."
La gif qui sotto mostra i dati effettivi della navicella spaziale Aereo (STEREO-A) dell'Osservatorio delle relazioni solari e terrestri della NASA, insieme alla posizione della sonda solare Parker mentre vola attraverso l'atmosfera esterna del Sole durante la sua prima fase di incontro solare nel novembre 2018. Queste immagini forniscono contesto chiave per comprendere le osservazioni di Parker Solar Probe. (Credito immagine: NASA / STEREO)
Ognuno dei veicoli spaziali che studia il Sole fornisce un contesto e un punto di vista diversi per ciò che gli altri vedono. La PSP viaggerà entro 0,25 UA, mentre STEREO orbita attorno al Sole a circa 1 UA. SDO si trova in un'orbita terrestre geo-sincrona e SOHO è in un'orbita alone attorno al punto LaGrange 1 Sole-Terra.
"La missione STEREO consiste nell'osservare l'eliosfera da luoghi diversi e Parker ne fa parte - effettuare misurazioni da una prospettiva che non avevamo mai avuto prima", ha detto Kucera.
La scienza è incrementale e agli scienziati con la PSP piace sottolineare che il miglioramento incrementale dei modelli di funzionamento del Sole fa parte del lavoro della PSP, anche se non riceviamo risposte dirette alle nostre domande.
I modelli sono un buon modo per testare teorie sulla fisica sottostante del Sole. Creando una simulazione che si basa su un certo meccanismo per spiegare il riscaldamento coronale, ad esempio un certo tipo di onda al plasma chiamata onda di Alfvén, gli scienziati possono verificare la previsione del modello rispetto ai dati effettivi di Parker Solar Probe per vedere se si allineano. Se lo fanno, ciò significa che la teoria di base potrebbe essere ciò che sta realmente accadendo. Se non lo fanno, torna al tavolo da disegno.
"Abbiamo avuto molto successo nel prevedere la struttura della corona solare durante le eclissi solari totali", ha affermato Riley. "Parker Solar Probe fornirà misurazioni senza precedenti che limiteranno ulteriormente i modelli e la teoria che sono incorporati al loro interno."
La velocità da record della PSP è fondamentale per il suo lavoro.
Il Sole ruota circa una volta ogni 27 giorni quando lo vediamo dalla Terra e le strutture solari che guidano gran parte della sua attività si muovono con esso. Ciò crea un problema per gli scienziati, perché non possono essere certi che la variabilità che vedono sia guidata da cambiamenti effettivi nella regione che produce l'attività - variazione temporale - o sia causata semplicemente dalla ricezione di materiale solare da una nuova regione di origine - variazione spaziale . La velocità di PSP significa che può superare quel problema.
La gif sotto s da un modello che mostra come il vento solare fuoriesce dal Sole, con la prospettiva dello strumento WISPR della sonda solare Parker sovrapposta.
Crediti: Predictive Science Inc.
In alcuni punti, la sonda solare Parker sta viaggiando abbastanza velocemente da corrispondere quasi esattamente alla velocità di rotazione del Sole, il che significa che Parker "sorvola" un'area del Sole per un breve periodo di tempo. Gli scienziati possono essere certi che i cambiamenti nei dati durante questo periodo sono causati da cambiamenti effettivi sul Sole, piuttosto che dalla rotazione del Sole.
La sonda solare Parker fa parte del programma Living with a Star della NASA per esplorare aspetti del sistema Sole-Terra che influenzano direttamente la vita e la società.
- Comunicato stampa della NASA: prepararsi alla scoperta con la sonda solare Parker della NASA
- NASA: AGU 2018 - Dati attesi e scoperta scientifica dalla sonda solare Parker della NASA
- Comunicato stampa della NASA: Parker Solar Probe riporta un buono stato dopo un approccio solare ravvicinato
- Comunicato stampa della NASA: la sonda Parker Solar batte il record, diventa il veicolo spaziale più vicino al sole
- NASA: Parker Solar Probe
- NASA Living With a Star Program
