Το “Parker Solar Probe” της NASA, μέσα στα πρώτα πέντε χρόνια της λειτουργίας του έχει συγκεντρώσει μια εντυπωσιακή λίστα από ρεκόρ: Είναι το πλησιέστερο στον Ήλιο διαστημικό σκάφος, το ταχύτερο φτιαγμένο από άνθρωπο αντικείμενο, και αποτελεί την πρώτη αποστολή που “άγγιξε τον ήλιο”.
Τώρα, το Parker έχει ένα ακόμη κατόρθωμα να προσθέσει σε αυτά: Είναι η πρώτη διαστημοσυσκευή που πέρασε μέσα από μια ισχυρή ηλιακή έκρηξη, κοντά στον Ήλιο.
Όπως περιγράφεται λεπτομερώς σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 5 Σεπτεμβρίου στο επιστημονικό περιοδικό “The Astrophysical Journal” -έναν χρόνο, ακριβώς, μετά το συμβάν- το “Parker Solar Probe” πέταξε μέσα από μία εκτίναξη στεμματικής μάζας (coronal mass ejection – CME).
Οι σφοδρές εκρήξεις αυτές, μπορούν να εκτινάξουν μαγνητικά πεδία και δισεκατομμύρια τόνους πλάσματος με ταχύτητες που κυμαίνονται από 100 έως 3.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Όταν η κατεύθυνσή τους είναι προς τη Γη, οι εκτινάξεις αυτές είναι σε θέση να κάμψουν και να παραμορφώσουν το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας, δημιουργώντας θεαματικά σόου και -εάν είναι αρκετά ισχυρές- ακόμη και να καταστρέψουν τα ηλεκτρονικά των δορυφόρων και τα ηλεκτρικά δίκτυα στο έδαφος.
Κινούμενο στην μακρινή (πίσω) πλευρά του Ήλιου, μόλις 9,2 εκατομμύρια χιλιόμετρα από την ηλιακή επιφάνεια -36,8 εκατομμύρια χιλιόμετρα πιο κοντά από την πλησιέστερη απόσταση που φτάνει ο Ερμής- το “Parker Solar Probe” αρχικά ανίχνευσε την CME από μακριά, προτού έρθει προς το μέρος του. Στη συνέχεια, το διαστημικό σκάφος εισχώρησε στη δομή, διασχίζοντας το μέτωπό της (ή το ωστικό κύμα), βγαίνοντας τελικά από την άλλη πλευρά.
Συνολικά, η διαστημοσυσκευή πέρασε σχεδόν δύο ημέρες παρατηρώντας την CME, παρέχοντας στους φυσικούς μια καταπληκτική εικόνα για αυτά τα αστρικά γεγονότα· μια ευκαιρία να μελετήσουν από νωρίς την εξέλιξή τους.
«Αυτό είναι το κοντινότερο στον Ήλιο σημείο, απ’ όπου που έχουμε ποτέ παρατηρήσει CME», δήλωσε ο Nour Raouafi, ο επιστημονικά υπεύθυνος του έργου “Parker Solar Probe” στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Johns Hopkins (Applied Physics Laboratory – APL) στο Laurel του Maryland, το οποίο κατασκεύασε την διαστημοσυσκευή και επί του παρόντος διαχειρίζεται και λειτουργεί την αποστολή. «Δεν έχουμε δει ποτέ ένα τέτοιου μεγέθους γεγονός, από τέτοια απόσταση».
Η εκτίναξη στεμματική μάζας της 5ης Σεπτεμβρίου του 2022 ήταν μία ακραία εκτίναξη. Καθώς το Parker περνούσε πίσω από το ωστικό κύμα, η ομάδα οργάνων του για ηλεκτρόνια, σωμάτια άλφα και πρωτόνια ηλιακού ανέμου (Solar Wind Electrons, Alphas and Protons – SWEAP) κατέγραψε ταχύτητες σωματιδιών που άγγιζαν τα 1.350 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Εάν αυτή είχε κινηθεί προς τη Γη, ο Raouafi θεωρεί ότι θα προσέγγιζε σε μέγεθος το “επεισόδιο του Κάρινγκτον” (Carrington Event)· την ηλιακή καταιγίδα του 1859, που είναι η πιο ισχυρή από τις καταγεγραμμένες που έχουν πλήξει τη Γη.
«Η ζημιές αυτής της κατηγορίας γεγονότων (μεγάλων και ιδιαίτερα ταχέων CME), μπορεί να είναι κολοσσιαίες», λέει ο ίδιος.
Οι φυσικοί θεωρούν ότι άν εντοπιστεί πολύ αργά, ένα τέτοιο γεγονός σήμερα θα μπορούσε να απενεργοποιήσει τα συστήματα επικοινωνίας και να προκαλέσει διακοπές ρεύματος σε κλίμακα ηπείρων.
Παρά τη ισχύ της έκρηξης, το “Parker Solar Probe” δεν φάνηκε να ενοχλείται. Η θερμική ασπίδα του και τα συστήματα αποβολής θερμότητας εξασφάλισαν ότι οι θερμοκρασίες του παρατηρητηρίου δεν μεταβλήθηκαν καθόλου, δηλώνει ο Jim Kinnison, μηχανικός συστημάτων της αποστολής “Parker Solar” στο APL. Ακόμη και τα συστήματα αυτόνομης πτήσης του αντέδρασαν, έτσι ώστε τα ηλεκτρονικά που ελέγχουν την κίνησή του να συνεχίσουν να λειτουργούν χωρίς καμία διακοπή. Στην πραγματικότητα, η μόνη επίδραση που είχε η CME στο διαστημικό σκάφος ήταν άσκηση μίας μικρής ροπής – μια ελάχιστη στρέψη, την οποία το σκάφος αντιστάθμισε γρήγορα.
«Γνωρίζαμε από την αρχή ότι το “Parker Solar Probe” θα πετούσε μέσα από εκτινάξεις στεμματικής μάζας. Αποτελούσε μέρος των επιστημονικών στόχων από τότε που αποφασίστηκε η αποστολή, έτσι εξαρχής σχεδιάσαμε την διαστημοσυσκευή με στόχο την επιβίωση και -ακόμα καλύτερα- την εκτέλεση της επιστημονικής αποστολής του ακόμη κι όταν θα βρισκόταν μέσα σε μία CME», λέει ο Kinnison. «Συνολικά, το Parker αποδείχθηκε αρκετά στιβαρό και ανθεκτικό, με όλη την σκληρή δουλειά που έγινε στη φάση του σχεδιασμού να αποδίδει τελικά καρπούς».
Οι φυσικοί ενδιαφέρονταν να αποκρυπτογραφήσουν τις δυνάμεις που οδηγούν αυτές τις αστρικές εκρήξεις και επιταχύνουν τα σωματίδια σε τέτοιες απίστευτες ταχύτητες. Ο μόνος τρόπος για να γίνει αυτό ήταν να πετάξουμε μέσα από αυτές.
Η επιστημονική ομάδα προσδιόρισε το χρονοδιάγραμμα των γεγονότων και τη θέση του Parker κατά τη διάρκεια της CME, συγκρίνοντας τις μετρήσεις που συλλέχθηκαν εντός της CME με αυτές που συγκεντρώθηκαν έξω από αυτό, συμπεριλαμβανομένων των εικόνων που ελήφθησαν από το όργανο “Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation” (SECCHI) της διαστημοσυσκευής STEREO της NASA. Έφτιαξαν ένα απλό μοντέλο του επεισοδίου, όμως -δεδομένου ότι κανείς δεν έκανε ποτέ μετρήσεις τόσο νωρίς στην ανάπτυξη μίας CME- ορισμένα κομμάτια ήταν δύσκολο να συνδυαστούν.
«Δοκιμάζουμε απλουστευμένα μοντέλα για να εξηγήσουμε συγκεκριμένες πτυχές του φαινομένου, όταν όμως βρισκόμαστε τόσο κοντά στον Ήλιο, κανένα από τα μοντέλα αυτά δεν μπορεί να εξηγήσει τα πάντα», εξηγεί ο Orlando Romeo, διαστημικός φυσικός στο “University of California”, στο Berkeley, και επικεφαλής συγγραφέας της νέας αυτής μελέτης.
Η ομάδα ξεχώρισε τρία κύρια διαστήματα κατά τη διάρκεια της εκδήλωσης του φαινομένου, η συνένωση τους όμως, όπως λέει ο Romeo, ήταν ιδιαίτερα μπερδεμένη. Δύο από τα τμήματα αυτά, τα είχαν παρατηρησει και στο παρελθόν, σε CMEs που έφτασαν στη Γη: το ωστικό κύμα στο μέτωπο του συμβάντος ακολουθούμενο από πλάσμα CME και ένα άλλο τμήμα με μαγνητικά χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά πλάσματος, τυπικά του ηλιακού ανέμου. Αντίθετα, το τρίτο τμήμα -μια περιοχή χαμηλής πυκνότητας με αργά κινούμενα σωματίδια κατά τη διάρκεια του συμβάντος- ήταν νέο και περίεργο.
«Δεν είμαστε ακόμα ακριβώς βέβαιοι για το τι συμβαίνει εκεί ή πώς να το συνδέσουμε με τα άλλα δύο τμήματα», λέει ο Romeo.
Τα προηγμένα μοντέλα, τα οποία περιλαμβάνουν ακόμα περισσότερες από τις μετρήσεις του διαστημικού σκάφους πιθανότατα θα βοηθήσουν, όμως μία διέλευση μέσα από μία άλλη CME θα βοηθούσε ακόμα περισσότερο. Με τον Ήλιο να βρίσκεται κοντά στο μέγιστο του κύκλου δραστηριότητάς του, οι CMEs θα συμβαίνουν όλο και πιο συχνά. Με λίγη τύχη, η ομάδα ελπίζει ότι το “Parker Solar Probe” θα πετάξει μέσα από πολλές ακόμη εκτινάξεις, καθώς θα πλησιάζει όλο και πιο κοντά στον ήλιο.
Παραπομπές: O. M. Romeo et al, Near-Sun In Situ and Remote-sensing Observations of a Coronal Mass Ejection and its Effect on the Heliospheric Current Sheet, The Astrophysical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/ace62e
Πηγή: https://phys.org/
