Solar Orbiter "aprirà una finestra sulla corona solare"

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Solar Orbiter "aprirà una finestra sulla corona solare"
Solar Orbiter "aprirà una finestra sulla corona solare"
Anonim

Il sole, l'oggetto più osservabile del sistema solare dall'apparizione dell'uomo, è di immensa complessità, in relazione alla quale siamo ancora molto lontani dal comprendere appieno la sua influenza sull'ambiente terrestre e l'effetto sull'attività umana in orbita. La missione europea al Sole risponderà a molte domande.

Dopo diversi decenni di attesa, il Solar Orbiter intraprenderà un viaggio senza precedenti verso il Sole. Il progetto è stato proposto nel 2000 e approvato nel 2011 e l'avvio avverrà il 10 febbraio di quest'anno. Il dispositivo trasporta dieci strumenti che gli permetteranno di comprendere meglio il comportamento del sole. Ne stiamo discutendo con Milan Maksimovich, astrofisico e personale del Centro nazionale per la ricerca scientifica, che ha preso parte al progetto.

Il lancio del Solar Orbiter è previsto nella notte tra il 9 e il 10 febbraio da Cape Canaveral. La sonda costruita da Airbus si dirigerà verso il Sole. Dopo due anni di viaggio, entrerà in un'orbita ellittica attorno alla stella e vi lavorerà per almeno sette anni.

Il sole, che ha attirato su di sé la massima attenzione come oggetto del sistema solare fin dalla comparsa dell'uomo, è di immensa complessità, in relazione alla quale siamo ancora molto lontani dal comprendere appieno il suo lavoro, dalla sua influenza sulla terra ambiente agli effetti sull'attività umana in orbita. Nonostante una serie di programmi scientifici, gli esperti non sono ancora in grado di prevedere il suo comportamento. Come nota Milan Maksimovic, si sono resi conto che per migliorare le loro conoscenze di “meteorologia spaziale e prevedere gli effetti della variabilità e dell'attività solare”, avevano bisogno di “guardare più da vicino” al Sole, cioè di avvicinarsi ad esso quanto più la tecnologia permette.

Nell'agosto 2018 è stata lanciata la Solar Parker Probe per esplorare la corona, l'atmosfera poco conosciuta da cui soffia il vento solare. Ora l'Agenzia Spaziale Europea e la NASA si preparano a lanciare il Solar Orbiter, che dovrebbe stabilire "il collegamento tra ciò che accade nel sole e quello del vento solare", oltre che "approfondire la nostra conoscenza del sole e dell'ambiente interno". eliosfera."

Dopo il lancio, la sonda Solar Orbiter si sposterà lungo una traiettoria ellittica attorno al Sole, "avvicinandosi ad esso fino a 42 milioni di chilometri". Il dispositivo sarà posizionato a una distanza maggiore dal luminare rispetto al Solar Parker Probe, ma hanno obiettivi diversi. La sonda Solar Parker deve rilevare la corona solare esterna fino all'inizio dell'eliosfera sul posto e il Solar Orbiter scatterà "immagini ultraviolette della corona solare con una risoluzione cosmica record (70 km / pixel)." Inoltre, il Solar Orbiter condurrà "ricerche sul vento solare su base continuativa, in particolare quando si avvicina alla sonda Solar Parker". Questo aprirà agli astronomi una finestra sulla corona solare, da dove soffia il vento solare, che lava l'intero sistema solare e la cui interazione con il nostro pianeta determina la meteorologia cosmica.

La sonda si avvicinerà al Sole il più vicino possibile una volta ogni cinque mesi.

Come il Solar Parker Probe, il Solar Orbiter non sarà sempre il più vicino possibile al Sole. Il satellite farà un appuntamento con esso ogni cinque mesi. In questo momento, si troverà a soli 42 milioni di chilometri dalla nostra stella, cioè più vicino a Mercurio. Durante il periodo di massimo avvicinamento, quando il dispositivo si muoverà alla massima velocità, sarà per diversi giorni su circa una regione dell'atmosfera mentre il Sole ruota attorno al suo asse. In altre parole, per un po' il Solar Orbiter sorvolerà il sole, come fanno i satelliti geostazionari per la meteorologia e le telecomunicazioni nell'orbita terrestre. Di conseguenza, sarà in grado di monitorare la formazione di tempeste nell'atmosfera solare. Ciò creerà un'opportunità per l'osservazione senza precedenti dell'attività magnetica, che è concentrata nell'atmosfera e provoca tempeste e razzi.

Tra le domande che assillano gli scienziati, vale la pena notare il misterioso riscaldamento della corona solare, che contraddice le solite regole della fisica: con la distanza dalla superficie di una stella o di un pianeta, la temperatura dovrebbe diminuire. Al Sole, sorge. E significativamente. La temperatura superficiale del luminare è di circa 5.500°C, ma raggiunge "10.000°C nella cromosfera e più di un milione nella corona, addirittura 2 milioni in alcune zone". Gli esperti ritengono che "il necessario trasferimento di energia può essere il risultato di fluttuazioni nel campo magnetico e molte piccole emissioni che sono invisibili dalla Terra". Comunque sia, finora tutto rimane a livello di ipotesi, poiché "le misurazioni del Sole dalla Terra e dalla sua orbita non ci consentono di dissipare l'incertezza".

Per quanto riguarda il Solar Orbiter, gli scienziati sono convinti che “se i dati non consentono di spiegare il meccanismo di riscaldamento, dovrebbero comunque aiutare a scartare alcune teorie” e lasciarne solo un piccolo numero, in particolare quella che si basa “sul presenza di onde di Alfvén nella corona solare, che rappresentano un significativo meccanismo di trasferimento di energia”. La questione delle onde di Alfveno interessa anche gli specialisti di Solar Parker Probe, che intendono osservare da una distanza ancora più ravvicinata quando la sonda si avvicina al Sole a 9 milioni di chilometri. Il più distante Solar Orbiter, che possiede una diagnostica della corona a lungo raggio e strumenti di misurazione del vento solare, sarà in grado di studiare lo stesso flusso di vento solare che raggiungerà la sua posizione diverse decine di ore dopo.

L'approccio più vicino al Sole consentirà di osservare il vento solare nel suo "stato giovane", il che dovrebbe aiutare a capire perché il Sole espelle una tale quantità di materia (circa 70.000 tonnellate al secondo), e quali meccanismi portano all'accelerazione del vento solare. "Appare in due forme, lenta, a 300-400 km/s, e veloce, fino a 600-800 km/s."

Inoltre, la sonda dovrebbe aiutarci a comprendere meglio i meccanismi dei brillamenti solari, "perché si verificano, i processi che li causano, nonché i fenomeni ad essi associati e le conseguenze che provocano", osserva l'astrofisico Etienne Paria. Solar Orbiter dovrebbe vedere l'origine dei brillamenti, che "ci permetteranno di tracciare una connessione tra ciò che sta accadendo in questa regione del Sole e le conseguenze nell'eliosfera e nel mezzo interplanetario". In termini di emissioni corona, "che possono avere il maggiore impatto sull'ambiente terrestre", il Solar Orbiter dovrebbe fornire una migliore "comprensione di come si formano e viaggiano attraverso il sistema solare".

Poli del Sole

Dopo la prima fase di osservazioni in orbita ellittica, che durerà circa 4 anni, Solar Orbiter "usa il campo gravitazionale di Venere e della Terra per uscire da questo piano e iniziare le osservazioni del Sole e del vento solare alle alte latitudini". Il dispositivo dovrebbe scattare foto delle regioni polari del Sole per la prima volta. Inoltre, sono attesi dati importanti sull'ambiente magnetico poco studiato di queste zone, che svolgono un ruolo chiave nel ciclo solare di 11 anni e nel regolare verificarsi di tempeste solari. Questa parte della missione sarà dedicata a "misure eliosismologiche locali e osservazioni di buchi polari nella corona, che sono la fonte del vento solare veloce".

Infine, le informazioni accumulate dal Solar Orbiter saranno utili in futuro per altre discipline, come l'esobiologia. Una migliore comprensione del vento solare dovrebbe aiutare a capire come i venti di altre stelle interagiscono e influenzano i pianeti circostanti, al punto da modificare l'atmosfera e il potenziale emergere della vita.

Solar Orbiter trasporta 10 strumenti, che sono divisi in due categorie. Alcuni sono progettati per l'analisi spettrale e la creazione di immagini dell'eliosfera e della corona, mentre altri sono utilizzati per misurare il plasma. Uno degli strumenti unici della sonda consiste nell'analizzare il campo elettromagnetico scandito dal tempo utilizzando una serie di sensori e antenne per caratterizzare le onde elettromagnetiche ed elettrostatiche nel vento solare.

Domande chiave a cui la missione dovrebbe aiutare a rispondere:

- Come si forma il campo magnetico e qual è il suo effetto sull'atmosfera solare?

- Quali sono i meccanismi di formazione della corona solare e del vento?

- Quali processi fisici spiegano le emissioni solari?

- Perché la temperatura della corona può raggiungere più di un milione di gradi Kelvin, mentre la temperatura della superficie visibile è solo di 6.000?

- In che modo il plasma del vento solare accelera a velocità supersoniche di quasi 1.000 km/s?

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