Solar Orbiter returnerer første data, tager de nærmeste billeder af Solen

De første billeder fra ESA/NASA's Solar Orbiter er nu tilgængelige for offentligheden, inklusive de nærmeste billeder nogensinde taget af Solen.

Solar Orbiter er et internationalt samarbejde mellem European Space Agency, eller ESA, og NASA, at studere vores nærmeste stjerne, solen. Lanceret den 9. februar, 2020 (EST), rumfartøjet gennemførte sin første tætte passage af Solen i midten af ​​juni.

"Disse hidtil usete billeder af Solen er det nærmeste, vi nogensinde har opnået, " sagde Holly Gilbert, NASA-projektforsker til missionen ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Disse fantastiske billeder vil hjælpe videnskabsmænd med at sammensætte Solens atmosfæriske lag, hvilket er vigtigt for at forstå, hvordan det driver rumvejr nær Jorden og i hele solsystemet."

"Vi forventede ikke så gode resultater så tidligt, sagde Daniel Müller, ESA's Solar Orbiter-projektforsker. "Disse billeder viser, at Solar Orbiter har fået en fremragende start."

At komme til dette punkt var ingen nem bedrift. Den nye coronavirus tvang missionskontrol på European Space Operations Center, eller ESOC, i Darmstadt, Tyskland lukker helt ned i mere end en uge. Under idriftsættelsen den periode, hvor hvert instrument er grundigt testet, ESOC-personale blev reduceret til en skeletbesætning. Alt undtagen væsentligt personale arbejdede hjemmefra.

"Pandemien krævede, at vi udfører kritiske operationer eksternt - første gang vi nogensinde har gjort det, " sagde Russell Howard, hovedefterforsker for en af ​​Solar Orbiters billedapparater.

Men holdet tilpassede sig, endda klar til et uventet møde med kometen ATLAS' ion og støvhaler den 1. og 6. juni, henholdsvis. Rumfartøjet afsluttede idriftsættelsen lige i tide til dets første tætte solpassage den 15. juni. Da det fløj inden for 48 millioner miles fra Solen, alle 10 instrumenter svirrede på, og Solar Orbiter tog de nærmeste billeder af Solen til dato. (Andre rumfartøjer har været tættere på, men ingen har båret solvendte billedapparater.)

Solar Orbiter bærer seks billedinstrumenter, som hver især studerer et andet aspekt af Solen. Normalt, de første billeder fra et rumfartøj bekræfter, at instrumenterne virker; videnskabsmænd forventer ikke nye opdagelser fra dem. Men Extreme Ultraviolet Imager, eller EUI, på Solar Orbiter returnerede data, der antyder solegenskaber, der aldrig er observeret i så detaljer.

Hovedefterforsker David Berghmans, en astrofysiker ved Royal Observatory of Belgium i Bruxelles, påpeger, hvad han kalder "lejrbål", der prikker solen i EUI's billeder.

"Lejrbålene, vi taler om her, er de små nevøer af soludbrud, mindst en million, måske en milliard gange mindre, " sagde Berghmans. "Når man ser på de nye højopløselige EUI-billeder, de er bogstaveligt talt overalt, hvor vi ser."

Det er endnu ikke klart, hvad disse lejrbål er, eller hvordan de svarer til sollysene observeret af andre rumfartøjer. Men det er muligt, at de er minieksplosioner kendt som nanoflares - små, men allestedsnærværende gnister, der er teoretiseret til at hjælpe med at opvarme Solens ydre atmosfære, eller corona, til dens temperatur 300 gange varmere end soloverfladen.

For at vide det med sikkerhed, forskere har brug for en mere præcis måling af lejrbålets temperatur. Heldigvis, den spektrale billeddannelse af det koronale miljø, eller SPICE instrument, også på Solar Orbiter, gør netop det.

"Så vi venter spændt på vores næste datasæt, sagde Frédéric Auchère, hovedefterforsker for SPICE-operationer ved Institute for Space Astrophysics i Orsay, Frankrig. "Håbet er at opdage nanoflares med sikkerhed og at kvantificere deres rolle i koronal opvarmning."

Andre billeder fra rumfartøjet viser yderligere løfter for senere i missionen, når Solar Orbiter er tættere på Solen.

Solar og Heliosfærisk billedkamera, eller SoloHI, ledet af Russell Howard fra Naval Research Laboratory i Washington, D.C., afslørede det såkaldte stjernetegn lys, lys fra Solen, der reflekteres fra interplanetarisk støv - et lys, der er så svagt, at Solens lyse ansigt normalt skjuler det. For at se det, SoloHI måtte reducere solens lys til en billiontedel af dens oprindelige lysstyrke.

"Billederne producerede et så perfekt stjernetegnslysmønster, så rent, " sagde Howard. "Det giver os en masse tillid til, at vi vil være i stand til at se solvindstrukturer, når vi kommer tættere på Solen."

Billeder fra Polar og Helioseismic Imager, eller PHI, viste, at den også er klar til senere observationer. PHI kortlægger solens magnetfelt, med særligt fokus på sine poler. Det vil have sin storhedstid senere i missionen, da Solar Orbiter gradvist vipper sin bane til 24 grader over planeternes plan, giver det et hidtil uset syn på Solens poler.

"De magnetiske strukturer, vi ser på den synlige overflade, viser, at PHI modtager data af høj kvalitet, " sagde Sami Solanki, PHI's hovedforsker ved Max Planck Institute for Solar System Research i Göttingen, Tyskland. "Vi er forberedt på stor videnskab, efterhånden som flere af Solens poler kommer til syne."

Dagens udgivelse fremhæver Solar Orbiters billedkameraer, men missionens fire in situ-instrumenter afslørede også de første resultater. In situ instrumenter måler rummiljøet umiddelbart omkring rumfartøjet. Solvindsanalysatoren, eller SWA instrument, delte de første dedikerede målinger af tunge ioner (kulstof, ilt, silicium, jern, og andre) i solvinden fra den indre heliosfære.