Parker Solar Probe bringt Licht in unseren Lokalstar


Wissenschaftler, die die Sonne studieren, schwirren diese Woche umvier neue Papiereveröffentlicht impeer-reviewedTagebuchNaturam 4. Dezember 2019. Die Papiere basieren auf Daten, die von der rekordverdächtigen Parker Solar Probe-Mission – die 2018 gestartet wurde – während der ersten beiden engen Fahrten der Raumsonde an unserem Mutterstern (Ende 2018 und Anfang 2019) gesammelt wurden. Diese frühen Studien, so die Wissenschaftler, haben Einblicke in die beiden grundlegenden Fragen geliefert, die die Mission Parker Solar Probe beantworten sollte. Zuerst,Trotz aller Logik, warum ist die äußere Atmosphäre der Sonne – oderKrone– viel, viel heißer werden, je weiter es sich von der Sonnenoberfläche entfernt? Zweitens, was beschleunigt dieSonnenwind– ein Überschallstrom von Protonen, Elektronen und anderen Teilchen – der von der Korona ausgeht und das gesamte Sonnensystem durchdringt?

A 4. Dezember 2019,Stellungnahmevon Wissenschaftlern der University of Michigan – die mit einem der Instrumente an Bord der Parker Solar Probe arbeiten – erklärt:


Beide Fragen haben Auswirkungen darauf, wie wir Sonnenstürme und koronale Massenauswürfe vorhersagen, erkennen und vorbereiten, die dramatische Auswirkungen auf das Stromnetz der Erde und auf Astronauten haben können.

Nour E. Raouafi, Projektwissenschaftler für Parker Solar Probe am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, das die Mission für die NASA gebaut und verwaltet hat, fügte am 4. Dezember hinzuStellungnahme:

Die Sonne hat die Menschheit unser ganzes Leben lang fasziniert. Wir haben in den letzten Jahrzehnten viel über unseren Stern gelernt, aber wir brauchten wirklich eine Mission wie die Parker Solar Probe, um in die Atmosphäre der Sonne zu gehen. Nur dort können wir die Details dieser komplexen Sonnenprozesse wirklich lernen.

Und was wir allein in diesen drei Sonnenumläufen gelernt haben, hat viel von unserem Wissen über die Sonne verändert.




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Animierte Illustration eines weißen Kreises auf Blau mit sanft wehenden, fadenförmigen Strähnen um ihn herum.

Ist das nicht schön? Es ist eine Illustration unserer Sonne – unseres lokalen Sterns – und ihrer äußeren Atmosphäre oder Korona, die sich in den Weltraum erstreckt. Mysteriöserweise ist die Korona heißer als die Sonnenoberfläche. Es setzt den Sonnenwind frei, einen Strom geladener Teilchen, der manchmal irdische Satelliten und Stromnetze beeinflusst. Weltraumwissenschaftler haben die Parker Solar Probe gestartet, um sowohl die Korona als auch den Sonnenwind zu untersuchen. Bild überGoddard Space Flight Center der NASA/ Lisa Poje / Genna Duberstein.

Justin Kasperder University of Michigan, der als Hauptforscher für Parkers Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP) Instrumentarium. Er leitete eine der neuen Studien und ist Co-Autor von zwei weiteren. In ihrer Erklärung sagten diese Wissenschaftler, dass die Parker Solar Probe enthüllte, dass die Rotation oder Drehung der Sonne um ihre Achse – die nur alle 27 Tage eine einzige Drehung an ihrem Äquator ausführt – einen viel weiter entfernten Einfluss auf den Sonnenwind hat als bisher angenommen. Sie wussten bereits, dass – in der Nähe der Sonne – das Magnetfeld der Sonne den Sonnenwind in die gleiche Richtung zieht, in die sich die Sonne dreht. Weiter von der Sonne entfernt, in der Entfernung, die die Raumsonde bei diesen ersten Begegnungen gemessen hatte, hatten sie höchstens eine schwache Signatur dieser Rotation erwartet. Kasper sagte jedoch:

Zu unserer großen Überraschung haben wir, als wir uns der Sonne näherten, bereits große Rotationsströmungen festgestellt – 10 bis 20 Mal größer als die Standardmodelle der Sonne vorhersagen.


Wir verpassen also etwas grundlegendes über die Sonne und wie der Sonnenwind entweicht.

Dies hat enorme Auswirkungen. Die Weltraumwettervorhersage muss diese Ströme berücksichtigen, wenn wir vorhersagen können, ob ein koronaler Massenauswurf die Erde trifft oder Astronauten zum Mond oder Mars fliegen.

Sehen Sie sich ein Video an: Wie beeinflusst der Sonnenwind die Erde?

Der innere Planet kreist mit einer grünen ovalen Bahn, einem Ende nahe der Sonne und vielen roten Linien darin.

Die Position der Parker Solar Probe in Bezug auf Merkur, Venus und Erde am 3. Dezember 2019. Das Raumfahrzeug absolvierte am 15. November seine dritte Umlaufbahn um die Sonne. Sein nächster Meilenstein wird ein Vorbeiflug an der Venus am 26. Dezember sein. Bild via NASA/JHUAPL/Wo ist Parker Solar Probe?


Die Erkenntnisse von Parker Solar Probe zum Magnetfeld der Sonne – von dem angenommen wird, dass es eine Rolle bei derGeheimnis der koronalen Erwärmung– waren ebenso überraschend, sagten die Wissenschaftler. Die neuen Erkenntnisse beziehen sich auf das sogenannteAlfven-Wellen, das sind Wellen, die in a . auftretenPlasma(die Sonne ist so heiß, dass das meiste ihres Gasesexistiert in Plasmaform). Alfvén-Wellen wurden vor langer Zeit im Sonnenwind entdeckt. Einige Forscher denken, dass sie Überbleibsel eines Mechanismus sein könnten, der die mysteriöse Erwärmung der äußeren Atmosphäre der Sonne oder Korona verursacht. Parker-Forscher suchten nach Hinweisen, die der Fall sein könnten, fanden aber etwas Unerwartetes. Kasper erklärte:

Wenn Sie sich der Sonne nähern, sehen Sie diese „schurkischen“ Alfvén-Wellen, die viermal so viel Energie haben wie die normalen Wellen um sie herum. Sie verfügen über Geschwindigkeitsspitzen von 300.000 Meilen pro Stunde, die so stark sind, dass sie tatsächlich die Richtung des Magnetfelds umkehren.

Laut diesen Wissenschaftlern:

Diese polaritätsumkehrenden Geschwindigkeitsspitzen bieten einen weiteren potenziellen Kandidaten dafür, was dazu führen kann, dass die Korona heißer wird, wenn sie sich von der Sonne entfernt.

Das ist eindeutig ein frühes Ergebnis, aber es gibt Weltraumwissenschaftlern etwas, auf das sie achten sollten, da Parker Solar Probe – unterstützt durch bahnbrechende Technologien, die es dem Raumschiff ermöglichen, Hitze und Strahlung wie keine vorherige Mission auszuhalten – immer näher an der Sonne vorbeifliegt.

Box mit den Rekorden von Parker Solar Probe für die schnellste Geschwindigkeit und der Sonne am nächsten.

Bild überJohns Hopkins Universität.

Und nah an der Sonne zu fegen, ist eigentlich die Aufgabe von Parker Solar Probe. Es wird schließlich innerhalb von 4 Millionen Meilen von der Sonnenoberfläche kommen.

Die Sonde startete am 12. August 2018. Am 29. Oktober desselben Jahres brach sie ihren ersten Rekord und kamnäher an der Sonne als jedes andere von Menschenhand geschaffene Objekt(Durchgang innerhalb des vorherigen Rekords von 26,55 Millionen Meilen von der Sonnenoberfläche, der 1976 von der deutsch-amerikanischen Raumsonde Helios 2 aufgestellt wurde).

Im Laufe der Mission Parker Solar Probe hat die Sonde wiederholt ihre eigenen Rekorde gebrochen und kommt der Sonne immer näher. Sein neuestesPerihel(Schrankpunkt zur Sonne) – Perihel Nr. 3 – war der 1. September 2019. Das nächste – Perihel Nr. 4 – wird am 29. Januar 2020 sein. Im Jahr 2024 wird das Schiff voraussichtlich bis auf 4 Millionen Meilen an die Sonnenoberfläche herankommen ( 3,83 Millionen Meilen oder 6,1 Millionen km).Klicken Sie hier für eine Zeitleistezeigt bevorstehende Perihelionen in der Mission.

Die während der ersten beiden Sonnenumläufe der Raumsonde gesammelten Daten warenveröffentlicht am 12. November. Diese Woche sorgen diese vier neuen Papiere für Aufsehen.

Und die Wissenschaftler aus Michigan sind nicht die einzigen, die von den Daten der Parker Solar Probe begeistert sind. Heliophysiker rund um den Globus haben Grund zur Aufregung. Zum Beispiel,Joe Giacalonedes Lunar and Planetary Laboratory der University of Arizona – Teammitglied für ein weiteres Instrument an Bord der Sonde (Integrierte wissenschaftliche Untersuchung der Sonne) – kommentierte Jasmine Demers in einemArtikel imArizona Daily Staram 2. Dezember 2019:

Dies ist eine aufregende Zeit, um ein Heliophysiker zu sein.

Die jetzt öffentlich verfügbaren Daten stammen aus einer Weltraumregion, die wir noch nie zuvor beprobt haben. Da viele brillante Wissenschaftler jetzt diesen erstaunlichen Datensatz durcharbeiten, werden bald neue Entdeckungen über unseren Stern kommen.

Ein Raumschiff, das an einem heißen Ort vorbeirauscht!

Künstlerisches Konzept der Parker Solar Probe, die der Sonne nahe kommt. Am nächsten zur Sonne – gegen Ende ihrer 7-jährigen Hauptmission – wird die Parker Solar Probe in das Geheimnisvolle eintauchenSonnenkorona, oder äußerste Atmosphäre, innerhalb von 3,83 Millionen Meilen von der Sonnenoberfläche. Bild überNASA: 10 Wissenswertes über Parker Solar Probe.

Fazit: Parker Solar Probe – 2018 gestartet und jetzt in seiner vierten Umlaufbahn um unseren lokalen Stern – ist so konzipiert, dass sie die Hitze und Strahlung der Sonne wie keine vorherige Mission aushält. Diese Woche 4 neue Studien inNatur– im Zusammenhang mit Sonnenwind und Korona – lassen Weltraumwissenschaftler summen.

Quelle: Hochstrukturierter langsamer Sonnenwind, der aus einem äquatorialen koronalen Loch austritt

Quelle: Untersuchung der Umgebung energetischer Teilchen in der Nähe der Sonne

Quelle: Alfvénic Geschwindigkeitsspitzen und Rotationsströmungen im sonnennahen Sonnenwind

Quelle: Sonnennahe Beobachtungen einer F-Korona-Abnahme und K-Korona-Feinstruktur

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