Солнечный зонд НАСА «Паркер» за первые пять лет работы накопил впечатляющий список превосходных степеней: это самый близкий к Солнцу космический корабль, самый быстрый объект, созданный человеком, и первая миссия, которая когда-либо «касалась Солнца». Теперь у Паркера есть еще одно перо, которое он может добавить к своей загорелой шапке: это первый космический корабль, когда-либо пролетевший через мощный солнечный взрыв вблизи Солнца. Как подробно описано в новом исследовании, опубликованном 5 сентября в «Астрофизическом журнале» — ровно через год после того, как произошло событие, — солнечный зонд Паркер прошел через корональный выброс массы (CME). Эти жестокие извержения могут выбрасывать магнитные поля, а иногда и миллиарды тонн плазмы, со скоростью от 60 до 1900 миль (от 100 до 3000 километров) в секунду. Направленные на Землю, эти выбросы могут искривлять и формировать магнитное поле нашей планеты, создавая захватывающие полярные сияния и, если они достаточно сильны, потенциально разрушать спутниковую электронику и электрические сети на Земле.
Путешествуя по обратной стороне Солнца всего в 5,7 миллиона миль (9,2 миллиона километров) от поверхности Солнца — на 22,9 миллиона миль (36,8 миллиона километров) ближе, чем Меркурий когда-либо подходил к Солнцу, — Parker Solar Probe впервые обнаружил CME удаленно, прежде чем пролететь мимо него. его фланг. Позже космический корабль вошел в конструкцию, пересек след ее передней кромки (или ударной волны), а затем, наконец, вышел через другую сторону. В целом, космический корабль, скользящий по солнцу, провел почти два дня, наблюдая за CME, предоставив физикам беспрецедентный взгляд на эти звездные события и возможность изучить их на ранних этапах их эволюции. «Это самый близкий к Солнцу CME, который мы когда-либо наблюдали», — сказал Нур Рауафи, ученый проекта Солнечного зонда Паркер в Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса (APL) в Лорел, штат Мэриленд, которая построила космический корабль в сроки НАСА и бюджета и в настоящее время управляет миссией и осуществляет ее деятельность. «Мы никогда не видели события такого масштаба на таком расстоянии».
CME 5 сентября 2022 года оказался экстремальным. Когда Паркер прошел за ударной волной, его набор инструментов «Электроны, альфа и протоны солнечного ветра» (SWEAP) зафиксировал частицы, ускоряющиеся до 840 миль (1350 километров) в секунду. Если бы он был направлен на Землю, подозревает Рауафи, он был бы по силе близок к событию Кэррингтона — солнечной буре 1859 года, которая считается самой мощной за всю историю наблюдений, поразившей Землю. «Потенциальный ущерб от такого класса событий, крупных и очень быстрых CME, может быть колоссальным», — сказал Рауафи. Физики предположили, что такое событие сегодня, если оно будет обнаружено слишком поздно, может вывести из строя системы связи и вызвать отключения электроэнергии по всему континенту. Несмотря на силу извержения, Паркер, казалось, не смутился. По словам Джима Киннисона, инженера систем миссии Parker Solar в APL, его тепловой экран, радиаторы и система тепловой защиты гарантировали, что температура зонда никогда не изменится. Его система автономности даже активировала планы смягчения последствий, поэтому комплекс авионики работал без перебоев. Фактически, единственным эффектом, который CME оказал на космический корабль, был небольшой крутящий момент — крошечный поворот, который он быстро компенсировал.
«Мы с самого начала знали, что солнечный зонд «Паркер» будет пролетать через CME. Это было частью научных целей, когда миссия была создана, поэтому мы с самого начала проектировали космический корабль с прицелом на выживание и, что еще лучше, на выполнение научной миссии. находясь в CME», — сказал Киннисон. «В целом Parker оказался надежным и довольно выносливым, и вся тяжелая работа, проделанная на этапе проектирования, окупилась». Физики были заинтересованы в расшифровке сил, которые приводят в движение эти звездные взрывы и ускоряют частицы до таких невероятных размеров. Единственный способ сделать это — пролететь через один из них на Солнце. Научная группа определила временную шкалу событий и местоположение Паркера во время CME, сравнивая измерения, собранные внутри CME, с данными, собранными за его пределами, включая изображения, полученные с помощью инструмента исследования корональных и гелиосферных связей Солнца и Земли (SECCHI) на космическом корабле НАСА STEREO. Они построили простую модель события, но, учитывая, что никто никогда не проводил измерений на столь раннем этапе разработки CME, некоторые части было трудно согласовать.
«Вы пробуете упрощенные модели, чтобы объяснить определенные аспекты события, но когда вы находитесь так близко к Солнцу, ни одна из этих моделей не может объяснить все», — сказал Орландо Ромео, космический физик из Калифорнийского университета в Беркли и ведущий автор исследования. автор нового исследования. Во время соревнований команда определила три основных интервала, но объединить их воедино, по словам Ромео, было особенно запутанно. Когда они прибыли на Землю, они уже видели две части CME: ударную волну вблизи фронта события, за которой следовала плазма CME, и еще одну часть с магнитными и плазменными характеристиками, типичными для солнечного ветра. Но третий участок — область низкой плотности с медленно движущимися частицами во время события — был новым и странным. «Мы до сих пор не совсем уверены, что там происходит и как связать это с двумя другими секциями», — сказал Ромео. Усовершенствованные модели, включающие больше измерений космического корабля, вероятно, помогут, но прохождение через другой CME будет еще лучше. Поскольку Солнце приближается к пику своего цикла активности, CME должны происходить чаще. Команда надеется, что если повезет, то солнечный зонд Паркер пролетит еще несколько раз по мере приближения к Солнцу.
