Han pasado 124 días desde el lanzamiento de la sonda solar Parker, y varias semanas desde que se acercó lo más posible a una estrella que cualquier nave espacial haya hecho. Ahora, los científicos están obteniendo los datos del enfoque cercano. Cuatro investigadores en la reciente reunión de la American Geophysical Union en Washington, DC, compartieron lo que esperan que puedan aprender de la investigación. Esperan que los datos de la Sonda Solar Parker les ayuden a responder preguntas de hace décadas sobre el Sol, su corona y el viento solar.
Los científicos que estudian el Sol han estado anticipando esto durante mucho tiempo, y la espera ha valido la pena.
“Los heliófísicos han estado esperando más de 60 años para que una misión como esta sea posible. Los misterios solares que queremos resolver están esperando en la corona. - Nicola Fox, director de la División de Heliofísica en la sede de la NASA.
La emoción está en torno a la primera fase de encuentro solar de la PSP. Del 31 de octubre al 11 de noviembre de 2018, la sonda solar Parker completó la primera fase de encuentro solar, acelerando a través de la atmósfera exterior del Sol, la corona, y recopilando datos sin precedentes con cuatro conjuntos de instrumentos de vanguardia. La PSP orbitará al Sol 24 veces, durante 24 fases de encuentro solar. Durante la misión, la sonda utilizará 7 sobrevuelos de asistencia de gravedad de Venus para reducir gradualmente su órbita alrededor del Sol.
Cada fase de encuentro solar ocurre cuando la sonda está dentro de .25 UA del Sol, y durante esos momentos los instrumentos científicos recolectarán datos. La sonda estará expuesta a calor y radiación extremos durante ese tiempo, y no puede comunicarse. Solo una vez que sale de cada fase puede enviar sus datos de regreso a la Tierra para que los heliófísicos reflexionen.
"Parker Solar Probe nos proporciona las medidas esenciales para comprender los fenómenos solares que nos han estado desconcertando durante décadas". - Nour Raouafi, científico del proyecto PSP, JHU / APL.
La primera fase del encuentro solar está completa, y aunque la misión aún tiene mucho trabajo por hacer, los científicos de Parker compartieron algo de lo que esperan aprender de la misión en la Unión Geofísica Americana en Washington DC.
Cuando se diseñó la misión PSP, los científicos querían abordar tres preguntas importantes con respecto a la heliofísica:
- ¿Cómo se calienta la atmósfera exterior del Sol, la corona, a temperaturas aproximadamente 300 veces más altas que la superficie visible debajo?
- ¿Cómo se acelera el viento solar tan rápidamente a las altas velocidades que observamos?
- ¿Cómo algunas de las partículas más energéticas del Sol se alejan del Sol a más de la mitad de la velocidad de la luz?
"Parker Solar Probe nos proporciona las medidas esenciales para comprender los fenómenos solares que nos han estado desconcertando durante décadas", dijo Nour Raouafi, científico del proyecto Parker Solar Probe en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland. "Para cerrar el enlace, se necesita un muestreo local de la corona solar y el viento solar joven y Parker Solar Probe está haciendo exactamente eso".
Ninguna nave espacial ha estado tan cerca del Sol como la PSP, por lo que los científicos no saben exactamente qué esperar de los datos. Saben lo que esperan aprender, pero no pueden estar seguros.
"No sabemos qué esperar tan cerca del Sol hasta que obtengamos los datos, y probablemente veremos algunos fenómenos nuevos", dijo Raouafi. "Parker es una misión de exploración: el potencial para nuevos descubrimientos es enorme".
Los informes de la PSP sugieren que la primera fase científica capturó datos de calidad. Eso se debe en parte al sobrevuelo de Venus, cuando la sonda pudo tomar algunas medidas del planeta, verificando que los instrumentos funcionaran. Se han descargado algunos datos de la fase uno de la ciencia, pero los heliófísicos tendrán que esperar para tenerlos en sus manos. Debido a los desafíos en el perfil de la misión, algunos de los datos científicos de este encuentro no se vincularán hasta después del segundo encuentro solar de la misión en abril de 2019.
La sonda solar Parker no es la única nave espacial que estudia el sol. Otras naves incluyen el SOHO (Observatorio Heliosférico Solar), el SDO (Observatorio de Dinámica Solar) y la nave espacial STEREO-A (Observatorio de Relaciones Solares y Terrestres). Pero ninguno de esos tres se ha acercado tanto al Sol como el PSP, a pesar de que están haciendo su propia ciencia importante.
"Parker Solar Probe irá a una región que nunca hemos visitado antes", dijo Terry Kucera, físico solar en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Mientras tanto, desde la distancia, podemos observar la corona del Sol, que está impulsando el complejo entorno alrededor de la sonda solar Parker".
El siguiente gif muestra datos reales de la nave espacial Observatorio de Relaciones Solares y Terrestres de la NASA (STEREO-A), junto con la ubicación de la Sonda Solar Parker mientras vuela a través de la atmósfera exterior del Sol durante su primera fase de encuentro solar en noviembre de 2018. Estas imágenes proporcionan contexto clave para comprender las observaciones de Parker Solar Probe. (Crédito de la imagen: NASA / STEREO)
Cada una de las naves espaciales que estudian el Sol proporciona un contexto y un punto de vista diferentes para lo que ven los demás. La PSP viajará a .25 UA, mientras que STEREO orbita alrededor del Sol a aproximadamente 1 UA. El SDO está en una órbita terrestre geo-síncrona, y SOHO está en una órbita de halo alrededor del punto LaGrange 1 Sol-Tierra.
"La misión STEREO se trata de observar la heliosfera desde diferentes lugares y Parker es parte de eso, hacer mediciones desde una perspectiva que nunca antes habíamos tenido", dijo Kucera.
La ciencia es incremental, y a los científicos con el PSP les gusta señalar que la mejora incremental en los modelos de cómo funciona el Sol es parte del trabajo del PSP, incluso si no obtenemos respuestas directas a nuestras preguntas.
Los modelos son una buena manera de probar teorías sobre la física subyacente del Sol. Al crear una simulación que se base en cierto mecanismo para explicar el calentamiento coronal, por ejemplo, un cierto tipo de onda de plasma llamada onda de Alfvén, los científicos pueden verificar la predicción del modelo con los datos reales de Parker Solar Probe para ver si se alinean. Si lo hacen, eso significa que la teoría subyacente puede ser lo que realmente está sucediendo. Si no lo hacen, entonces vuelve a la mesa de dibujo.
"Hemos tenido mucho éxito al predecir la estructura de la corona solar durante los eclipses solares totales", dijo Riley. "Parker Solar Probe proporcionará mediciones sin precedentes que limitarán aún más los modelos y la teoría que está incrustada en ellos".
La velocidad récord de la PSP es crucial para su trabajo.
El Sol gira aproximadamente una vez cada 27 días cuando lo vemos desde la Tierra, y las estructuras solares que impulsan gran parte de su actividad se mueven junto con él. Eso crea un problema para los científicos, porque no pueden estar seguros de si la variabilidad que ven está impulsada por cambios reales en la región que produce la actividad (variación temporal) o si es causada simplemente por recibir material solar de una nueva región fuente: variación espacial . La velocidad de PSP significa que puede superar ese problema.
El siguiente gif es de un modelo que muestra cómo sale el viento solar del Sol, con la perspectiva del instrumento WISPR de Parker Solar Probe superpuesto.
Créditos: Predictive Science Inc.
En ciertos puntos, la sonda solar Parker viaja lo suficientemente rápido como para igualar casi exactamente la velocidad de rotación del Sol, lo que significa que Parker "se desplaza" sobre un área del Sol durante un corto período de tiempo. Los científicos pueden estar seguros de que los cambios en los datos durante este período son causados por cambios reales en el Sol, en lugar de la rotación del Sol.
La sonda solar Parker es parte del programa Vivir con una estrella de la NASA para explorar aspectos del sistema Sol-Tierra que afectan directamente la vida y la sociedad.
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