Parker Solar Probe

Illustrasjon av Parker Solar Probe mot et observert bilde av Solen som bakgrunn.
.

Parker Solar Probe er en romsonde som brukes til å studere Solen. Sonden, som ble skutt opp av NASA 12. august 2018, vil gi forskerne ny innsikt om hvordan Solen er satt sammen og oppfører seg. Prosjektet tar sikte på å løse krevende oppgaver som blant annet å finne ut hva som varmer opp koronaen og akselerer solvinden og andre energirike masseutbrudd fra Solen.

Per januar 2020 er det allerede gjort flere interessante oppdagelser med utgangspunkt i data fra Parker Solar Probe, blant annet relatert til Solens rotasjon og hvordan masse kan slynges ut fra Solen.

Romsondens bane

Figuren viser posisjonen til Parker Solar Probe 6. januar 2020. Grønn linje viser tilbakelagt bane, mens rød farge viser den planlagte videre ferden.
/NASA.
Lisens: NASA-lisens

Parker Solar Probe benytter gravitasjonshjelp fra Venus for å oppnå en gradvis reduksjon av hastigheten innover mot Solen. Dette leder til en sterkt elliptisk bane, noe som fører den stadig nærmere soloverflaten, nærmere enn det som har vært mulig med tidligere romfartøy.

Romsonden har til nå fullført tre runder i sin bane rundt Solen. Under de innledende passeringer i punktet i banen hvor den er nærmest Solen, er avstanden inn til soloverflaten 24 millioner kilometer. Det svarer til 1/6 av jordbanens avstand. Under de påfølgende passeringene vil sonden gradvis komme nærmere og etter hvert bevege seg gjennom Solens heliosfære i en høyde på bare 6 millioner kilometer over fotosfæren.

Solar Orbiter, som ble skutt opp 10. februar 2020, inntar etter hvert en bane som heller omkring 30 grader i forhold til Jordens baneplan og vil derved kunne registrere områder rundt Solens poler fra en noe høyere synsvinkel.

Instrumenter

Bilde tatt under den totale solformørkelsen 20. Mars 2015, over Longyearbyen på Svalbard, og viser både de karakteristiske buete og de utoverrettede magnetiske strukturene i Solens korona.
.

Parker Solar Probe er utstyrt med et vidvinklet optisk kamera for avbildning av soloverflaten og heliosfæren. I tillegg har den fire forskjellige instrumenter som registrerer strømmer av tunge ioner, protoner og elektroner, samt fire ulike antenner for måling av koronaens magnetiske og elektriske felter.

Siden det er teknisk meget utfordrende å befinne seg så nære Solen, er sonden utstyrt en solid varmebeskyttende sekskantet solskjerm av karbonkompositt-materiale.

Foreløpige resultater

Studier basert på de innledende omløpene har allerede (januar 2020) gitt nye, interessante resultater.

Solvind

Illustrasjon av raske, løpende løkkeformede utslag langs magnetiske felter i Solens korona.
.

Solvind er strømmer av elektrisk ladet gass ut i rommet langs magnetiske felter som er forankret i Solen. I Jordens avstand varierer vindhastigheten fra 200 til nær 1000 kilometer per sekund.

De raskeste vindene stammer fra magnetisk åpne områder i solatmosfæren, såkalte koronahull, som oftest forekommer i områder rundt Solen poler og langt vekk fra Solens ekvator. Solvind som stammer fra områder nærmere ekvator, beveger seg ikke like hurtig. Disse områdene nær ekvator inneholder mange bueformede magnetiske strukturer som hindrer fri utstrømming av varm, ionisert masse. Allerede under de første nære passeringene har Parker Solar Probe påvist utstrømning også fra små koronahull i områder som domineres av magnetiske buer.

Gassbevegelser i soloverflaten fører til bølgelignende forstyrrelser i Solens magnetfelter. Observasjoner med Parker Solar Probe viser at slike bølgebevegelser ofte fører til lokale, S-lignende utslag i de magnetiske feltlinjene. Disse utslagene fanger opp masse og beveger seg hurtig utover.

Parker Solar Probe har påvist at raske bølgebevegelser i de magnetiske løkkene fører til at noe av de magnetiske feltlinjene slites løs. Da kan også masse strømme ut fra Solens korona i disse områdene.

Solens rotasjon

Solens rotasjon om sin egen akse blir påvirket og noe bremset av at masse strømmer ut i rommet. Et analogt bilde er å se for seg at en kunstløper som spinner ute på isen roterer betydelig saktere når hun/han strekker armene ut til siden. I en viss avstand soloverflaten vil de magnetiske feltene som styrer massestrømmene, ikke lenger evne å være tilstrekkelig stive, men bøye av og anta spiralform videre utover. Solens tap av rotasjonshastighet avhenger av hvor langt ute denne avbøyningen i de magnetiske feltene skjer.

Løsrivelse av feltlinjer fra magnetiske buer som blir strukket og rettet utover av utstrømmende masser kan bidra til å forsterke og stive opp de radielt orienterte feltene. Siden denne type endringer i bueformete magnetfelter kan ha vært ytterligere effektiv i tidligere tider da Solen var mer aktiv enn den er i dag, kan forskerne ha underestimert bremseeffekten noe. Dermed kan det hende at Solen tidligere roterte raskere enn det man har trodd før de nye observasjonene fra Parker Solar Probe.

Videre drift

Parker Solar Probe forventes å være i drift i syv år med unike muligheter til å gi ny og viktig informasjon om Solen. Prosjektet er kostnadsberegnet til 1,5 milliarder dollar.

Navn

Det er første gang et NASA-romfartøy har vært oppkalt etter en levende person, Eugene Parker, født 10. juni 1927, solfysiker og professor emeritus ved University of Chicago. I 1950-årene utviklet han teorien om supersonisk solvind som like etterpå ble påvist ved målinger i rommet.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg