Tàu vũ trụ lần đầu tiên ‘chạm vào’ mặt trời: Tàu thăm dò Mặt trời Parker của NASA đã đến được bầu khí quyển mở rộng của mặt trời, được gọi là vành nhật hoa, và dành năm giờ ở đó. Tàu vũ trụ là tàu đầu tiên đi vào ranh giới bên ngoài của mặt trời của chúng ta.
Justin C. Kasper, tác giả đầu tiên, Phó Giám đốc Công nghệ tại BWX Technologies, và là giáo sư tại Đại học cho biết: “Điều này đánh dấu thành tựu đạt được mục tiêu chính của sứ mệnh Parker và một kỷ nguyên mới để tìm hiểu vật lý của vành nhật hoa. của Michigan. Nhiệm vụ do Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins (JHU / APL) dẫn đầu.
Tàu thăm dò đã thực hiện những quan sát trực tiếp đầu tiên về những gì nằm trong bầu khí quyển của mặt trời, đo lường các hiện tượng trước đây chỉ được ước tính.
Rìa ngoài của mặt trời bắt đầu từ bề mặt tới hạn Alfvén: điểm dưới đó mặt trời và các lực hấp dẫn và từ trường của nó trực tiếp điều khiển gió mặt trời. Nhiều nhà khoa học nghĩ rằng sự đảo ngược đột ngột trong từ trường của mặt trời, được gọi là chuyển đổi ngược, xuất hiện từ khu vực này.
Ông Kasper cho biết: “Khái niệm đưa tàu vũ trụ vào bầu khí quyển được nhiễm từ hóa của mặt trời – đủ gần để năng lượng từ trường lớn hơn cả động năng và nhiệt năng của ion và electron – đã có trước NASA”.
Vào năm 2018, NASA đã phóng Parker Solar Probe với mục tiêu cuối cùng là chạm tới vành nhật hoa của mặt trời và thực hiện chuyến thăm đầu tiên của nhân loại tới một ngôi sao.
Tháng 4 vừa qua, tàu thăm dò đã dành 5 giờ bên dưới bề mặt quan trọng Alfvén để tiếp xúc trực tiếp với plasma của mặt trời. Bên dưới bề mặt đó, áp suất và năng lượng của từ trường mặt trời mạnh hơn áp suất và năng lượng của các hạt. Con tàu vũ trụ đã đi qua bên trên và bên dưới bề mặt ba lần riêng biệt trong cuộc gặp gỡ của nó. Đây là lần đầu tiên một con tàu vũ trụ đi vào vành nhật hoa và chạm vào bầu khí quyển của mặt trời.
Đáng ngạc nhiên, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng bề mặt tới hạn Alfvén bị nhăn. Dữ liệu cho thấy rằng nếp nhăn lớn nhất và xa nhất của bề mặt được tạo ra bởi một dòng giả – một cấu trúc từ tính lớn có bề ngang hơn 40 độ, được tìm thấy ở mặt trong cùng có thể nhìn thấy được của mặt trời. Hiện tại vẫn chưa biết tại sao một kẻ giả mạo lại đẩy bề mặt quan trọng Alfvén ra khỏi mặt trời.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy ít chuyển đổi trở lại bên dưới bề mặt quan trọng Alfvén hơn so với bên trên nó. Phát hiện có thể có nghĩa là chuyển đổi ngược lại không hình thành trong vòng hào quang. Ngoài ra, tỷ lệ tái kết nối từ tính thấp trên bề mặt mặt trời có thể đã bơm ít khối lượng hơn vào luồng gió được quan sát, dẫn đến ít chuyển mạch hơn.
Tàu thăm dò cũng ghi lại một số bằng chứng về khả năng tăng sức mạnh ngay bên trong hào quang, điều này có thể chỉ ra rằng vật lý chưa biết ảnh hưởng đến quá trình sưởi và tản nhiệt.
“Chúng tôi đã quan sát mặt trời và vành nhật hoa của nó trong nhiều thập kỷ, và chúng tôi biết có vật lý thú vị đang diễn ra ở đó để đốt nóng và tăng tốc plasma gió mặt trời. Tuy nhiên, chúng tôi không thể nói chính xác vật lý đó là gì”, Nour E. Raouafi nói. Nhà khoa học của Dự án Tàu thăm dò Mặt trời Parker tại JHU / APL. “Với Parker Solar Probe hiện đang bay vào vành nhật hoa do từ tính chi phối, chúng ta sẽ có được những hiểu biết đã được mong đợi từ lâu về hoạt động bên trong của vùng bí ẩn này.”
Các quan sát diễn ra trong lần chạm trán thứ tám của Parker Solar Probe với mặt trời. Tất cả dữ liệu đều có sẵn công khai trong kho lưu trữ PSP của NASA. Một số nghiên cứu trước đây dự đoán tàu thăm dò sẽ lần đầu tiên đi qua ranh giới của mặt trời vào năm 2021.
Vật thể nhanh nhất được biết đến do con người chế tạo, Parker Solar Probe đã có nhiều khám phá mới kể từ khi ra mắt, bao gồm cả các vụ nổ tạo ra thời tiết không gian và sự nguy hiểm của bụi siêu tốc.
Những phát hiện mới cho thấy rằng các quan sát trực tiếp bằng tàu vũ trụ có nhiều điều để làm sáng tỏ về vật lý của quá trình sưởi ấm vòng tròn và sự hình thành gió mặt trời. Sau khi đạt được mục tiêu chạm vào mặt trời, Parker Solar Probe giờ đây sẽ đi xuống sâu hơn nữa trong bầu khí quyển của mặt trời và tồn tại trong thời gian dài hơn.
Theo Gary Zank, một nhà nghiên cứu đồng tiền trên thiết bị Alphas và Probe (SWEAP) của tàu thăm dò và là thành viên của Học viện Khoa học Quốc gia, “Thật khó để nói quá tầm quan trọng của cả sự kiện và những quan sát được thực hiện bởi Parker Solar Probe Trong hơn 50 năm, kể từ buổi bình minh của kỷ nguyên không gian, cộng đồng nhật quyển đã vật lộn với vấn đề chưa có lời giải là làm thế nào mà hào quang mặt trời được làm nóng lên hơn một triệu độ để điều khiển gió mặt trời. Các phép đo đầu tiên của tiểu Alfvénic gió mặt trời có thể đại diện cho bước tiến quan trọng nhất trong việc hiểu vật lý đằng sau gia tốc của gió mặt trời kể từ khi mô hình hình thành của Parker. “
“Sự kiện này là điều mà nhiều nhà nhật sinh đã mơ ước trong hầu hết sự nghiệp của họ!” Zank nói thêm.
Kết quả, được công bố trên tạp chí Physical Review Letters , đã được công bố trong một cuộc họp báo tại Cuộc họp Mùa thu của Liên minh Địa vật lý Hoa Kỳ năm 2021 vào ngày 14 tháng 12.
Nguồn:
Tài liệu do Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :
- JC Kasper, KG Klein, E. Lichko, Jia Huang, CHK Chen, ST Badman, J. Bonnell, PL Whittlesey, R. Livi, D. Larson, M. Pulupa, A. Rahmati, D. Stansby, KE Korreck, M. Stevens, AW Case, SD Bale, M. Maksimovic, M. Moncuquet, K. Goetz, JS Halekas, D. Malaspina, Nour E. Raouafi, A. Szabo, R. MacDowall, Marco Velli, Thierry Dudok de Wit, GP Zank. Parker Solar Probe đi vào Corona Mặt trời được Chi phối Từ tính . Thư đánh giá vật lý , năm 2021; 127 (25) DOI: 10.1103 / PhysRevLett.127.255101