Forskere får et kig på solens støvede miljø

Forskere fra Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) ved University of Colorado Boulder dykker ned i det støvede miljø, der omgiver solen - en søgning, der kan hjælpe med at afsløre, hvordan planeter som Jorden bliver til.

Forfølgelsen kommer ved hjælp af NASAs Parker Solar Probe - en banebrydende mission, der har bragt videnskabsmænd tættere på Jordens hjemstjerne end noget rumfartøj til dato. Over to år, sonden har cirklet rundt om solen seks gange, når maksimale hastigheder på omkring 290, 000 miles i timen.

I processen, Parker-teamet har lært meget om de mikroskopiske støvkorn, der ligger lige ud over solens atmosfære, sagde David Malaspina, en rumplasma-fysiker ved LASP. I ny forskning, for eksempel, han og hans kolleger opdagede, at tætheden af ​​disse klippe- og isstykker ser ud til at variere voldsomt i løbet af måneder - ikke noget, forskerne havde forventet.

"Hver gang vi går ind i en ny bane, og vi tror, ​​vi forstår, hvad vi ser omkring solen, naturen går og overrasker os, " sagde Malaspina, også adjunkt ved Institut for Astrofysiske og Planetariske Videnskaber.

Han præsenterer gruppens resultater tirsdag d. 8. december ved det virtuelle efterårsmøde 2020 i American Geophysical Union (AGU).

Malaspina sagde, at støv kan give forskere en uventet, og lille, vindue til de processer, der dannede Jorden og dens naboplaneter for mere end 4,5 milliarder år siden.

"Ved at lære, hvordan vores stjerne behandler støv, vi kan ekstrapolere det til andre solsystemer for at lære mere om planetdannelse og hvordan en sky af støv bliver til et solsystem, " han sagde.

Solar Dyson

Området lige omkring solen, et varmt og strålingsrigt miljø, er ofte mere støvet end du måske forestiller dig, sagde Malaspina. Det indeholder flere støvkorn i volumen end de fleste andre åbne rum i solsystemet. Det er fordi stjernen, gennem tyngdekraften og andre kræfter, trækker støv mod sig fra millioner til milliarder af miles væk, lidt ligesom en støvsuger.

Men denne støvsuger er ufuldkommen. Når støvpartikler kommer tættere på solen, dens stråling presser på dem mere og mere - nogle af disse støvkorn vil begynde at blæse i den anden retning og kan endda flyve helt ud af solsystemet. Wide-Field Imager for Parker Solar Probe (WISPR) instrumentsuite ombord på rumfartøjet fandt det første bevis for eksistensen af ​​denne støvfri region, kendt som den støvfri zone, mere end 90 år efter det blev forudsagt.

"Det, du får, er dette virkelig interessante miljø, hvor alle disse partikler bevæger sig indad, men når de når nær-sol-miljøet, de kan blæses væk, " sagde Malaspina.

Siden lanceringen i 2018, Parker Solar Probe – bygget og drevet af Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, som også leder missionen for NASA - er fløjet til inden for omkring 11,6 millioner miles fra Solens overflade.

På hver af Parkers kredsløb omkring solen, rumfartøjet kolliderede med tusindvis af støvkorn. Mange af disse partikler fordamper på stedet, skabe et lille udbrud af ladede partikler, som sonden kan detektere ved hjælp af de fem antenner, der er en del af dens FIELDS-eksperiment. LASP spiller en vigtig rolle i dette eksperiment, som ledes af University of California, Berkeley. Tænk på det som at studere insektpopulationer ved at tælle sprøjt på din bils forrude.

"Du får et lille sug plasma, " sagde Malaspina. "Ved at se på disse pigge, vi kan forstå, hvor mange støvpåvirkninger vi bliver ramt af."

Nye mysterier

Malaspina og hans kolleger håbede oprindeligt at bruge disse pust til at finde ud af, hvor præcist solsystemets indadflyvende støv bliver til udadflyvende støv. Men de faldt over noget forvirrende i processen:Koncentrationerne af støv, som holdet registrerede, så ud til at variere med så meget som 50 % mellem Parkers seks baner omkring Solen.

"Det er virkelig interessant, fordi den tidsskala, det tager for støv at bevæge sig ind mod Solen, er tusinder til millioner af år, " sagde Malaspina. "Så hvordan får vi variation på bare tre eller fire måneder?"

Dette støvede miljø, med andre ord, kan være meget mere kompliceret og hurtigt skiftende, end videnskabsmænd tidligere troede. Malaspina sagde, at holdet bliver nødt til at vente på, at Parker fuldfører flere kredsløb for at vide præcis, hvad der sker. Han er bare spændt på at være en del af denne enestående chance for at køre en finger langs Solens støvede hylder.

"Dette er den eneste in-situ måling, vi kommer til at få i lang tid i det indre solsystem, " sagde Malaspina. "Vi forsøger at få det bedste ud af det og lære så meget, vi kan."