“Die ‘Berührung der Sonne’ von Parker Solar Probe ist ein monumentaler Moment für die Solarwissenschaft und eine wirklich bemerkenswerte Leistung”, sagte Thomas Zurbuchen, stellvertretender Administrator des Science Mission Directorate der NASA, in einer Erklärung.
„Dieser Meilenstein verschafft uns nicht nur tiefere Einblicke in die Entwicklung unserer Sonne und (ihre) Auswirkungen auf unser Sonnensystem, sondern alles, was wir über unseren eigenen Stern lernen, lehrt uns auch mehr über die Sterne im Rest des Universums.“
Die Korona der Sonne ist viel heißer als die tatsächliche Oberfläche des Sterns, und die Raumsonde könnte Aufschluss darüber geben, warum. Die Korona hat an ihrem heißesten Punkt eine Million Kelvin (1.800.000 Grad Fahrenheit), während die Oberfläche etwa 6.000 Kelvin (10.340 Grad Fahrenheit) beträgt.
Dank Parkers jüngster Annäherung an die Sonne half die Raumsonde den Wissenschaftlern nun festzustellen, dass diese Spitzkehren von der Sonnenoberfläche stammen.
Bevor die Mission von Parker Solar Probe abgeschlossen ist, wird es im Laufe von sieben Jahren 21 Annäherungen an die Sonne gemacht haben. Die Sonde wird 2024 innerhalb von 3,9 Millionen Meilen um die Sonnenoberfläche kreisen, näher am Stern als Merkur – der der Sonne am nächsten liegende Planet.
Obwohl das weit klingt, setzen Forscher dies damit gleich, dass die Sonde auf der Vier-Yard-Linie eines Fußballfelds sitzt und die Sonne die Endzone ist.
Wenn sie der Sonne am nächsten sind, müssen die 4½ Zoll dicken Carbon-Composite-Sonnenschilde Temperaturen nahe 2.500 Grad Fahrenheit standhalten. Das Innere des Raumfahrzeugs und seiner Instrumente bleibt jedoch auf einer angenehmen Raumtemperatur.
“Parker Solar Probe fliegt der Sonne so nahe, dass sie jetzt Bedingungen in der magnetisch dominierten Schicht der Sonnenatmosphäre – der Korona – wahrnimmt, die wir vorher nie konnten”, sagte Nour Raouafi, Parker-Projektwissenschaftlerin am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, in einer Erklärung.
“Wir sehen Beweise dafür, dass wir uns in der Korona in Magnetfelddaten, Sonnenwinddaten und visuell in Bildern befinden. Wir können tatsächlich sehen, wie die Raumsonde durch koronale Strukturen fliegt, die während einer totalen Sonnenfinsternis beobachtet werden können.”
Mit einem Star ganz nah kommen
Im April stellte das Parker-Team fest, dass sein Raumfahrzeug die Grenze überschritten und zum ersten Mal in die Sonnenatmosphäre eingetreten war.
Es ereignete sich, als die Raumsonde ihren achten Vorbeiflug an der Sonne machte und magnetische und Teilchenbedingungen registrierte, die spezifisch für eine Grenze sind, an der die massive Sonnenatmosphäre der Sonne endet und der Sonnenwind beginnt – 8,1 Millionen Meilen über der Sonnenoberfläche.
„Wir haben voll und ganz erwartet, dass wir früher oder später zumindest für kurze Zeit auf die Korona treffen würden“, sagte Justin Kasper, leitender Studienautor, Professor an der University of Michigan und stellvertretender Chief Technology Officer bei BWX Technologies, Inc. in ein Statement. “Es ist sehr spannend, dass wir es bereits erreicht haben.”
Parker bewegte sich während des Vorbeiflugs im April innerhalb weniger Stunden mehrmals in die Korona hinein und wieder heraus, was den Forschern half zu verstehen, dass die Grenze, die als kritische Alfvén-Oberfläche bezeichnet wird, kein glatter Kreis um die Sonne ist. Stattdessen hat es Spitzen und Täler. Das Verständnis des Vorhandenseins dieser Merkmale könnte es Wissenschaftlern ermöglichen, sie mit der Sonnenaktivität von der Sonnenoberfläche abzugleichen.
Während des Vorbeiflugs machte Parker eine weitere faszinierende Begegnung, als er 6,5 Millionen Meilen von der Sonnenoberfläche entfernte. Es passierte ein Merkmal, das Pseudostreamer genannt wird, eine große Struktur, die sich über die Sonnenoberfläche erhebt und die bei Sonnenfinsternissen von der Erde aus beobachtet wurde.
Als das Raumschiff durch den Pseudostreamer flog, war es still, wie im Auge eines Sturms. Normalerweise wird Parker mit Partikeln bombardiert, wenn er durch den Sonnenwind fliegt. In diesem Fall bewegten sich die Partikel langsamer und die Zick-Zack-Kurven nahmen ab.
Die Raumsonde wird wahrscheinlich im Januar bei ihrem nächsten Vorbeiflug erneut durch die Korona fliegen.
“Ich bin gespannt, was Parker in den kommenden Jahren beim wiederholten Durchlaufen der Korona findet”, sagte Nicola Fox, Abteilungsleiterin der Heliophysics Division der NASA. “Die Chance für neue Entdeckungen ist grenzenlos.”
Parker wird wahrscheinlich bei zukünftigen Vorbeiflügen zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein, da sich der 11-Jahres-Zyklus der Sonne in den nächsten Jahren mit Aktivität aufheizt. Alle 11 Jahre durchläuft die Sonne einen Sonnenzyklus ruhiger und stürmischer Aktivität und beginnt einen neuen.
Es ist wichtig, den Sonnenzyklus zu verstehen, da das von der Sonne verursachte Weltraumwetter – Eruptionen wie Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe – das Stromnetz, Satelliten, GPS, Fluggesellschaften, Raketen und Astronauten im Weltraum beeinflussen kann.
Dies bedeutet, dass sich der äußere Rand der Sonnenkorona ausdehnt und Parker wahrscheinlich mehr Zeit damit verbringen wird, durch die mysteriöse äußere Atmosphäre der Sonne zu fliegen.
“Es ist eine wirklich wichtige Region, in die man vordringen sollte, weil wir glauben, dass alle Arten von Physik möglicherweise aktiviert werden”, sagte Kasper. “Und jetzt dringen wir in diese Region vor und werden hoffentlich einige dieser Physik und Verhaltensweisen sehen.”