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    Preparándose para el descubrimiento con Parker Solar Probe de la NASA

    El viento solar la salida de material del sol, junto con erupciones únicas de material solar llamadas eyecciones de masa coronal que llevan el campo magnético del Sol a través de la heliosfera, produciendo efectos del clima espacial en la Tierra y otros mundos. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / Estudio de visualización científica / Greg Shirah

    Semanas después de que Parker Solar Probe hiciera el acercamiento más cercano a una estrella, los datos científicos del primer encuentro solar están llegando a manos de los científicos de la misión. Es un momento que muchos en el campo han estado anticipando durante años, pensando en lo que harán con datos nunca antes vistos, que tiene el potencial de arrojar nueva luz sobre la física de nuestra estrella, el sol.

    El 12 de diciembre 2018, cuatro de estos investigadores se reunieron en la reunión de otoño de la Unión Geofísica Estadounidense en Washington, CORRIENTE CONTINUA., para compartir lo que esperan aprender de Parker Solar Probe.

    "Los heliofísicos llevan más de 60 años esperando que una misión como esta sea posible, "dijo Nicola Fox, director de la División de Heliofísica en la Sede de la NASA en Washington. La heliofísica es el estudio del Sol y cómo afecta el espacio cerca de la Tierra, en otros mundos y en todo el sistema solar. "Los misterios solares que queremos resolver están esperando en la corona".

    Del 31 de octubre al 11 de noviembre, 2018, Parker Solar Probe completó su primera fase de encuentro solar, acelerando a través de la atmósfera exterior del Sol, la corona, y recopilando datos sin precedentes con cuatro conjuntos de instrumentos de vanguardia.

    Parker Solar Probe lleva el nombre de Eugene Parker, el físico que teorizó por primera vez la existencia del viento solar, la constante efusión de material del Sol, en 1958.

    "Esta es la primera misión de la NASA que lleva el nombre de un individuo vivo, ", dijo Fox." El revolucionario artículo de Gene Parker predijo el calentamiento y la expansión de la corona y el viento solar. Ahora, con Parker Solar Probe podemos comprender realmente qué impulsa ese flujo constante hacia el borde de la heliosfera ".

    La influencia de nuestro Sol es de gran alcance. El viento solar su salida de material, llena la parte interior de nuestro sistema solar, creando una burbuja que envuelve los planetas y se extiende mucho más allá de la órbita de Neptuno. Incrustado en sus partículas energizadas y material solar, el viento solar lleva consigo el campo magnético del Sol. Erupciones únicas adicionales de material solar llamadas eyecciones de masa coronal también transportan este campo magnético solar, y en ambos casos, este material magnetizado puede interactuar con el campo magnético natural de la Tierra y causar tormentas geomagnéticas. Tales tormentas pueden desencadenar la aurora o incluso cortes de energía, y otros tipos de actividad solar pueden causar problemas de comunicación, interrumpir la electrónica de los satélites e incluso poner en peligro a los astronautas, especialmente más allá de la burbuja protectora del campo magnético de la Tierra.

    Esta imagen del instrumento WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe) de Parker Solar Probe muestra una serpentina coronal, visto sobre la rama este del Sol el 8 de noviembre, 2018, a la 1:12 a.m. EST. Las serpentinas coronales son estructuras de material solar dentro de la atmósfera del Sol, la corona, que habitualmente se superponen a regiones de mayor actividad solar. La fina estructura de la serpentina es muy clara, con al menos dos rayos visibles. Parker Solar Probe estaba a unos 16,9 millones de millas de la superficie del Sol cuando se tomó esta imagen. El objeto brillante cerca del centro de la imagen es Júpiter, y las manchas oscuras son el resultado de la corrección de fondo. Crédito:NASA / Laboratorio de Investigación Naval / Parker Solar Probe

    Otros mundos de nuestro sistema solar experimentan sus propias versiones de estos efectos, y mucho más allá de los planetas, el material del Sol choca contra el medio interestelar, que llena el espacio entre las estrellas. La interacción en esta región juega un papel en la frecuencia con la que los rayos cósmicos galácticos de alta energía se disparan hacia nuestro sistema solar. Todos estos efectos son el resultado de sistemas complicados, pero todos comienzan en el Sol, por lo que es fundamental comprender la física fundamental que impulsa la actividad de nuestra estrella.

    Parker Solar Probe está diseñado para abordar tres preguntas importantes sobre la física del Sol. Primero:¿Cómo es la atmósfera exterior del Sol? la corona, calentado a temperaturas aproximadamente 300 veces más altas que la superficie visible debajo? En segundo lugar, ¿cómo se acelera el viento solar tan rápidamente a las altas velocidades que observamos? Y finalmente, ¿Cómo se alejan del Sol algunas de las partículas más energéticas del Sol a más de la mitad de la velocidad de la luz?

    "Parker Solar Probe nos proporciona las mediciones esenciales para comprender los fenómenos solares que nos han desconcertado durante décadas, "dijo Nour Raouafi, Científico del proyecto Parker Solar Probe en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland. "Para cerrar el enlace, Se necesita un muestreo local de la corona solar y el viento solar joven y Parker Solar Probe lo está haciendo ".

    Los instrumentos de Parker están diseñados para analizar estos fenómenos en cuestión de formas que no habían sido posibles antes. dando a los científicos la oportunidad de hacer nuevos avances en el estudio de la atmósfera solar.

    Por ejemplo, Los generadores de imágenes de Parker Solar Probe, en la suite WISPR, tendrá una nueva perspectiva sobre el joven viento solar, capturando una vista de cómo evoluciona a medida que Parker Solar Probe viaja a través de la corona solar.

    La suite ISʘIS de la nave espacial ayudará a los científicos a profundizar en las causas de la aceleración de partículas energéticas. Ahora, Las teorías divergen sobre cómo las partículas energéticas solares se aceleran dentro de las estructuras delgadas de ondas de choque generalmente impulsadas por eyecciones de masa coronal rápidas, pero las mediciones de partículas energéticas recopiladas a medida que la nave espacial viaja a través de tales ondas ayudarán a arrojar luz sobre este problema.

    Las antenas de campo eléctrico del conjunto de instrumentos FIELDS de la nave espacial pueden captar ráfagas de radio que podrían arrojar luz sobre las causas del calentamiento coronal.

    Este videoclip muestra datos reales de la nave espacial Observatorio de Relaciones Terrestres y Solares de la NASA Ahead (STEREO-A), junto con la ubicación de Parker Solar Probe mientras vuela a través de la atmósfera exterior del Sol durante su primera fase de encuentro solar en noviembre de 2018. Estas imágenes nos permitirán proporcionar un contexto clave para comprender las observaciones de Parker Solar Probe. Crédito:NASA / STEREO

    El instrumento Solar Probe Cup, que se extiende más allá del escudo térmico de la nave espacial y está expuesto al entorno solar completo, mide las propiedades térmicas de diferentes especies de iones en el viento solar. Junto con los datos de la suite FIELDS, estas mediciones podrían ayudar a revelar cómo se calienta y acelera el viento solar.

    El equipo científico también espera sorprenderse con algo de lo que aprenden.

    "No sabemos qué esperar tan cerca del Sol hasta que obtengamos los datos, y probablemente veremos algunos fenómenos nuevos, ", dijo Raouafi." Parker es una misión de exploración, el potencial para nuevos descubrimientos es enorme ".

    Los informes de Parker Solar Probe indican que se recopilaron buenos datos científicos durante el primer encuentro solar, y los datos en sí comenzaron a conectarse a la Tierra el 7 de diciembre. Debido a las posiciones relativas de Parker Solar Probe, el Sol y la Tierra y sus efectos en la transmisión de radio, Algunos de los datos científicos de este encuentro no se descargarán hasta después del segundo encuentro solar de la misión en abril de 2019.

    El equipo de la misión tuvo la oportunidad de realizar algunas pruebas de instrumentos del mundo real durante el sobrevuelo de Venus de Parker Solar Probe en septiembre de 2018. Parker Solar Probe pasó cerca del planeta mientras realizaba una asistencia de gravedad para acercar su órbita al Sol. Aunque no se espera que estudie el entorno alrededor de Venus, Los instrumentos de Parker registraron datos con éxito, dando a los científicos una visión temprana de lo que sus instrumentos son capaces de hacer en el duro entorno del espacio.

    Como la última incorporación a la flota de misiones heliofísicas de la NASA, Parker Solar Probe trabaja junto con prolíficos satélites de investigación solar y heliosférica como el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, el Observatorio de Relaciones Solares y Terrestres y el Explorador de Composición Avanzada. Durante años, o décadas, en algunos casos, estos observatorios han escudriñado el Sol y su material saliente, cambiando la forma en que vemos nuestra estrella. Pero están limitados por el lugar donde viven.

    Incluso cuando Parker descubre nueva información, Los científicos que trabajan con sus datos dependerán del resto de la flota de heliofísica de la NASA para poner esos detalles en contexto.

    Parker Solar Probe brindará a los científicos otra nueva perspectiva sobre el Sol, uniéndose a los de otras naves espaciales de observación del Sol. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA

    "Parker Solar Probe se dirige a una región que nunca antes habíamos visitado, "dijo Terry Kucera, un físico solar en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Mientras tanto, desde una distancia, podemos observar la corona del sol, que está impulsando el complejo entorno en torno a Parker Solar Probe ".

    Las distintas perspectivas de estos observatorios deberían ser una gran ayuda para contextualizar las observaciones de Parker. Mientras SDO está en órbita terrestre geosincrónica, STEREO orbita el Sol a un poco menos de 1 UA (una unidad astronómica es la distancia promedio entre la Tierra y el Sol), lo que la hace un poco más rápida que la Tierra. Eso significa que STEREO suele observar el Sol desde un ángulo diferente al que hacemos aquí en la Tierra. Junto con las mediciones de Parker cerca del Sol y, a menudo, desde un ángulo diferente al de cualquiera de nuestros otros satélites, esto les dará a los científicos una imagen más completa de cómo los eventos solares cambian y se desarrollan a medida que se propagan hacia el sistema solar.

    "La misión STEREO se trata de observar la heliosfera desde diferentes ubicaciones y Parker es parte de eso:realizar mediciones desde una perspectiva que nunca antes habíamos tenido. "dijo Kucera.

    El modelado es otra herramienta fundamental para pintar la imagen completa en torno a las observaciones de Parker.

    "Nuestros resultados de simulación proporcionan una forma de interpretar tanto las mediciones localizadas de los instrumentos in situ, como FIELDS y SWEAP, así como las imágenes más globales producidas por WISPR, "dijo Pete Riley, un científico investigador en Predictive Science Inc., en San Diego, California.

    Los modelos son una buena forma de probar las teorías sobre la física subyacente del Sol. Al crear una simulación que se basa en un cierto mecanismo para explicar el calentamiento coronal, por ejemplo, cierto tipo de onda de plasma llamada onda Alfvén:los científicos pueden comparar la predicción del modelo con los datos reales de Parker Solar Probe para ver si coinciden. Si lo hacen, eso significa que la teoría subyacente puede ser lo que realmente está sucediendo.

    "Hemos tenido mucho éxito al predecir la estructura de la corona solar durante los eclipses solares totales, ", dijo Riley." Parker Solar Probe proporcionará mediciones sin precedentes que limitarán aún más los modelos y la teoría que está incrustada en ellos ".

    Los modelos numéricos proporcionan un contexto global para interpretar las observaciones de Parker Solar Probe. Esta animación es de un modelo que muestra cómo el viento solar fluye desde el Sol, con la perspectiva del instrumento WISPR de Parker Solar Probe superpuesto. Crédito:Predictive Science Inc.

    Parker Solar Probe se encuentra en una posición única para ayudar a mejorar los modelos, en parte debido a su velocidad récord.

    El Sol gira aproximadamente una vez cada 27 días visto desde la Tierra, y las estructuras solares que impulsan gran parte de su actividad se mueven con él. Eso crea un problema para los científicos, que no siempre pueden decir si la variabilidad que ven es impulsada por cambios reales en la región que produce la actividad (variación temporal) o es causada simplemente por recibir material solar de una nueva región de origen (variación espacial).

    Por parte de su órbita, Parker Solar Probe superará ese problema. En ciertos puntos, Parker Solar Probe viaja lo suficientemente rápido como para igualar casi exactamente la velocidad de rotación del Sol, lo que significa que Parker "se cierne" sobre un área del Sol durante un corto período de tiempo. Los científicos pueden estar seguros de que los cambios en los datos durante este período son causados ​​por cambios reales en el Sol, en lugar de la rotación del Sol.

    Parker Solar Probe es parte del programa Living with a Star de la NASA para explorar aspectos del sistema Sol-Tierra que afectan directamente la vida y la sociedad. El programa Living with a Star es administrado por el Goddard Space Flight Center de la agencia en Greenbelt, Maryland, para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. APL diseñado, construyó y opera la nave espacial.


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