Casi un año y medio en su misión, Parker Solar Probe ha devuelto gigabytes de datos sobre el Sol y su atmósfera. Tras el lanzamiento de la primera ciencia de la misión, Cinco investigadores presentaron nuevos hallazgos adicionales de Parker Solar Probe en la reunión de otoño de la Unión Geofísica Estadounidense el 11 de diciembre. 2019. La investigación de estos equipos insinúa los procesos detrás de la salida continua de material del Sol (el viento solar) y las tormentas solares más infrecuentes que pueden interrumpir la tecnología y poner en peligro a los astronautas. junto con una nueva visión del polvo espacial que crea la lluvia de meteoros Gemínidas.

El joven viento solar

El viento solar lleva consigo el campo magnético del Sol, dando forma al clima espacial en todo el sistema solar a medida que fluye desde el Sol a alrededor de un millón de millas por hora. Algunos de los principales objetivos científicos de Parker Solar Probe son identificar los mecanismos que envían el viento solar al espacio a velocidades tan altas.

Una pista radica en las perturbaciones en el viento solar que podrían apuntar a los procesos que calientan y aceleran el viento. Estas estructuras, bolsas de material relativamente denso, se han vislumbrado en datos de misiones anteriores que abarcan décadas. Son varias veces el tamaño de todo el campo magnético de la Tierra, que se extiende a decenas de miles de millas en el espacio, lo que significa que estas estructuras pueden comprimir el campo magnético de la Tierra a escala global cuando chocan contra él.

"Cuando las estructuras del viento solar llegan a la Tierra, pueden impulsar la dinámica en la magnetosfera de la Tierra, incluida la precipitación de partículas de los cinturones de radiación de la Tierra, "dijo Nicholeen Viall, un científico espacial en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien presentó nuevos hallazgos sobre estructuras eólicas solares de Parker Solar Probe en la reunión de AGU. La precipitación de partículas puede causar una variedad de efectos, como disparar la aurora e interferir con los satélites.

Cerca del sol Parker Solar Probe realizó mejores mediciones que nunca de estas estructuras de viento solar, utilizando ambos generadores de imágenes para tomar fotografías desde lejos e instrumentos in situ para medir las estructuras a medida que pasan sobre la nave espacial. Para obtener una imagen más completa de estas estructuras de viento solar, Viall dio un paso más, combinando observaciones de Parker, satélites cerca de la Tierra, y la nave espacial STEREO-A de la NASA para examinar estas estructuras desde múltiples ángulos.

STEREO-A lleva un instrumento llamado coronógrafo, que utiliza un disco sólido para bloquear la luz brillante del sol, dejar que la cámara capture imágenes de la atmósfera exterior relativamente débil, la corona. Desde su posición ventajosa a unos 90 grados de la Tierra, STEREO-A podía ver las regiones de la corona por las que estaba volando Parker, lo que le permitió a Viall combinar las mediciones de una manera novedosa y obtener una mejor vista de las estructuras del viento solar a medida que fluían desde el Sol. Junto con las imágenes de Parker Solar Probe, los científicos ahora tienen una mejor visión de las perturbaciones magnéticas en el viento solar.

Los instrumentos de Parker también están arrojando nueva luz sobre los procesos invisibles en el viento solar, revelando un sistema sorprendentemente activo cerca del Sol.

"Pensamos en el viento solar, tal como lo vemos cerca de la Tierra, como muy suave, pero Parker vio un viento sorprendentemente lento, lleno de pequeñas ráfagas y chorros de plasma, "dijo Tim Horbury, investigador principal de los instrumentos FIELDS de Parker Solar Probe con sede en el Imperial College de Londres.

Horbury utilizó datos de los instrumentos FIELDS de Parker Solar Probe, que miden la escala y la forma de los campos eléctricos y magnéticos cerca de la nave espacial, para examinar en detalle un evento particularmente extraño:las curvas magnéticas, "Cúmulos repentinos de eventos cuando el campo magnético solar se dobla sobre sí mismo, descrito por primera vez con los resultados iniciales de Parker Solar Probe el 4 de diciembre, 2019.

El origen exacto de los cambios no es seguro, pero pueden ser firmas del proceso que calienta la atmósfera exterior del Sol, la corona, a millones de grados, cientos de veces más caliente que la superficie visible de abajo. La causa de este salto de temperatura contradictorio es una pregunta de larga data en la ciencia solar, conocida como el misterio del calentamiento coronal, y está estrechamente relacionada con preguntas sobre cómo se energiza y acelera el viento solar.

"Creemos que los retrocesos probablemente estén relacionados con la liberación de energía energética individual en el Sol, lo que llamamos chorros, "dijo Horbury." Si estos son jets, debe haber una gran población de pequeños eventos que suceden en el Sol, por lo que contribuirían con una gran fracción de la energía total del viento solar ".

Una mirada al interior de las tormentas solares

Junto con el viento solar, el Sol también libera nubes discretas de material llamadas eyecciones de masa coronal, o CME. Más denso y a veces más rápido que el viento solar, Las CME también pueden desencadenar efectos del clima espacial en la Tierra, o causar problemas a los satélites en su camino.

Las CME son muy difíciles de predecir. Algunos de ellos simplemente no son visibles desde la Tierra o desde STEREO-A, las dos posiciones en las que tenemos instrumentos capaces de ver las CME desde lejos, porque surgen de partes del Sol fuera de la vista de ambas naves espaciales. Incluso cuando son detectados por instrumentos, no siempre es posible predecir qué CME perturbarán el campo magnético de la Tierra y desencadenarán efectos del clima espacial, ya que la estructura magnética dentro de la nube de material juega un papel crucial.

Nuestra mejor oportunidad para comprender las propiedades magnéticas de cualquier CME se basa en señalar la región del Sol desde la que explotó, lo que significa que un tipo de erupción llamada CME sigilosa plantea un desafío único para los pronosticadores del clima espacial.

Las CME furtivas son visibles en coronógrafos, instrumentos que miran solo la atmósfera exterior del Sol, pero no dejan firmas claras de su erupción en imágenes del disco solar. lo que dificulta determinar de dónde, exactamente, despegaron.

Pero durante el primer sobrevuelo solar de Parker Solar Probe en noviembre de 2018, la nave espacial fue alcanzada por una de estas CME furtivas.

"Volando cerca del sol, Parker Solar Probe tiene una oportunidad única de ver CME jóvenes que no han sido procesadas por viajar decenas de millones de millas, "dijo Kelly Korreck, jefe de operaciones científicas de los instrumentos SWEAP de Parker, con sede en el Observatorio Astrofísico Smithsonian en Cambridge, Massachusetts. "Esta fue la primera vez que pudimos colocar nuestros instrumentos dentro de una de estas eyecciones de masa coronal que se encuentran cerca del Sol".

En particular, Korreck utilizó datos de los instrumentos FIELDS y SWEAP de Parker para obtener una instantánea de la estructura interna del CME. SWEAP, los instrumentos de viento solar de la misión, mide características como la velocidad, temperatura, y densidades de electrones y protones del viento solar. Estas medidas no solo brindan una de las primeras miradas dentro de una CME tan cerca del Sol, pero pueden ayudar a los científicos a aprender a rastrear las CME sigilosas hasta sus fuentes.

Otro tipo de tormenta solar consiste en partículas extremadamente energéticas que se mueven cerca de la velocidad de la luz. Aunque a menudo se relaciona con arrebatos de CME, estas partículas están sujetas a sus propios procesos de aceleración y se mueven mucho más rápido que las CME, llegar a la Tierra y la nave espacial en cuestión de minutos. Estas partículas pueden dañar la electrónica de los satélites y poner en peligro a los astronautas, pero su velocidad los hace más difíciles de evitar que muchos otros tipos de clima espacial.

Estas explosiones de partículas a menudo, pero no siempre, acompañar a otros eventos solares como llamaradas y CME, pero predecir cuándo aparecerán es difícil. Antes de que las partículas alcancen velocidades cercanas a la de la luz que las hacen peligrosas para las naves espaciales, electrónica y astronautas, pasan por un proceso de activación de múltiples etapas, pero el primer paso en este proceso, cerca del sol no había sido observado directamente.

Cuando Parker Solar Probe se alejó del Sol en abril de 2019, después de su segundo encuentro solar, la nave espacial observó el evento de partículas más grande, pero enérgico, visto por la misión. Mediciones realizadas por el conjunto de instrumentos de partículas energéticas, ES? ES, han llenado un eslabón perdido en los procesos de activación de partículas.

"Las regiones delante de las eyecciones de masa coronal acumulan material, como quitanieves en el espacio, y resulta que estas 'quitanieves' también acumulan material de erupciones solares lanzadas anteriormente, "dijo Nathan Schwadron, científico espacial de la Universidad de New Hampshire en Durham.

Comprender cómo las erupciones solares crean poblaciones de partículas de semillas que alimentan los eventos de partículas energéticas ayudará a los científicos a predecir mejor cuándo podrían ocurrir tales eventos. además de mejorar los modelos de cómo se mueven por el espacio.

Huellas dactilares de asteroides

Los instrumentos WISPR de Parker Solar Probe están diseñados para capturar imágenes detalladas de la tenue corona y el viento solar, pero también recogieron otra estructura difícil de ver:un 60, Rastro de polvo de 000 millas de ancho siguiendo la órbita del asteroide Phaethon, que creó la lluvia de meteoros Gemínidas. En 2019, la lluvia de meteoritos de las Gemínidas alcanza su punto máximo en la noche del 13 al 14 de diciembre.

Este rastro de granos de polvo salpimenta la atmósfera de la Tierra cuando nuestro planeta se cruza con la órbita de Faetón cada diciembre, quemando y produciendo el espectacular espectáculo que llamamos las Gemínidas. Aunque los científicos saben desde hace mucho tiempo que Faetón es el padre de las Gemínidas, ver el rastro de polvo real no ha sido posible hasta ahora. Extremadamente tenue y muy cerca del Sol en el cielo, nunca ha sido captado por ningún telescopio anterior, a pesar de varios intentos, pero WISPR está diseñado para ver estructuras débiles cerca del Sol. La primera vista directa de WISPR del rastro de polvo ha proporcionado nueva información sobre sus características.

"Calculamos una masa del orden de mil millones de toneladas para todo el recorrido, que no es tanto como esperaríamos de las Gemínidas, pero mucho más de lo que Faetón produce cerca del Sol, "dijo Karl Battams, un científico espacial en el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. en Washington, D.C. "Esto implica que WISPR solo está viendo una parte del flujo de Gemínidas, no todo, pero es una parte que nadie había visto ni sabía que estaba allí. ¡eso es muy emocionante! "

Con tres órbitas en su haber, Parker Solar Probe continuará su exploración del Sol en el transcurso de 21 sobrevuelos solares cada vez más cercanos. El próximo cambio de órbita ocurrirá durante el sobrevuelo de Venus el 26 de diciembre. llevar a Parker a unos 11,6 millones de millas de la superficie del Sol para su próxima aproximación cercana al Sol el 29 de enero, 2020. Con mediciones directas de este entorno nunca antes medido, más cerca del Sol que nunca, podemos esperar aprender aún más sobre estos fenómenos y descubrir preguntas completamente nuevas.