رمز و راز تاج خورشیدی. خورشید یک ستاره منحصر به فرد است عبور نور ستاره از تاج خورشیدی

تحت تأثیر گرانش، S. مانند هر ستاره ای تمایل به کوچک شدن دارد. این فشرده سازی با افت فشار ناشی از دما و چگالی داخلی بالا خنثی می شود. لایه های S. در مرکز S. دمای T ≈ 1.6. 10 7 K، چگالی ≈ 160 گرم در سانتی متر -3. چنین دمای بالایی در مناطق مرکزی خورشید تنها با سنتز هلیوم از هیدروژن برای مدت طولانی قابل حفظ است. این واکنش ها و پدیده ها. پایه ای منبع انرژی ج.

در دماهای ~ 10 4 K (کروموسفر) و ~ 10 6 (کرونا)، و همچنین در لایه انتقال با دمای متوسط، یون های عناصر مختلف ظاهر می شوند. خطوط انتشار مربوط به این یون ها در ناحیه طول موج کوتاه طیف بسیار زیاد هستند (λ< 1800 . Спектр в этой области состоит из отдельных эмиссионных линий, самые яркие из к-рых - линия водорода L a (1216 ) и линия нейтрального (584 ) и ионизованного (304 ) гелия. Излучение в этих линиях выходит из области эмиссии практически не поглощаясь. Излучение в радио- и рентг. областях сильно зависит от степени فعالیت خورشیدیدر طی یک دوره 11 ساله چندین برابر افزایش یا کاهش می یابد و در طول شراره های خورشیدی به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

فیزیک ویژگی های لایه های مختلف در شکل 1 نشان داده شده است. 5 (کروموسفر پایین با ضخامت ≈ 1500 کیلومتر، که در آن گاز همگن تر است، به طور معمول برجسته می شود). گرم شدن اتمسفر فوقانی شمال - کروموسفر و تاج - ممکن است به دلیل عوامل مکانیکی باشد. انرژی منتقل شده توسط امواج ناشی از قسمت بالایی منطقه همرفتی و همچنین اتلاف (جذب) انرژی الکتریکی. جریان های تولید شده توسط مغناطیسی میدان هایی که همراه با جریان های همرفتی حرکت می کنند.

وجود یک پهنه همرفتی سطحی در شمال باعث بروز پدیده های متعدد دیگری می شود. سلول های بالاترین لایه منطقه همرفتی به شکل دانه ها روی سطح خورشید مشاهده می شوند (نگاه کنید به). حرکات عمیق‌تر در مقیاس بزرگ در لایه دوم منطقه به شکل سلول‌های ابرگرانولاسیون و یک شبکه کرومسفری ظاهر می‌شوند. دلیلی وجود دارد که باور کنیم همرفت در لایه ای حتی عمیق تر به شکل ساختارهای غول پیکر - سلول هایی با ابعاد بزرگتر از ابرگرانولاسیون - مشاهده می شود.

ماگ محلی بزرگ. زمینه در منطقه ± 30 درجه از خط استوا منجر به توسعه به اصطلاح. مناطق فعال با لکه هایی که در آنها گنجانده شده است. تعداد مناطق فعال، موقعیت آنها بر روی دیسک و قطبیت لکه های خورشیدی در گروه ها با یک دوره ≈ 11.2 سال تغییر می کند. در طول اوج غیرمعمول بالا 1957-58. فعالیت تقریباً کل دیسک خورشیدی را تحت تأثیر قرار داد. علاوه بر میدان‌های محلی قوی در شمال، میدان مغناطیسی ضعیف‌تری در مقیاس بزرگ وجود دارد. رشته. این فیلد با یک دوره تقریباً تغییر علامت می دهد. 22 سال است و در نزدیکی قطب ها با حداکثر فعالیت خورشیدی ناپدید می شود.

در طی یک شعله بزرگ، انرژی عظیمی آزاد می شود، ~10 31 -10 32 erg (قدرت ~10 29 erg/s). از انرژی مغناطیسی گرفته می شود. زمینه های منطقه فعال بر اساس ایده ها، آنها از دهه 1960 با موفقیت در حال توسعه بوده اند. در اتحاد جماهیر شوروی، هنگامی که شارهای مغناطیسی برهم کنش می کنند، لایه های جریان ایجاد می شوند. توسعه در ورق جاری می تواند منجر به شتاب ذرات شود و مکانیسم های ماشه ای (شروع) وجود دارد که منجر به توسعه ناگهانی فرآیند می شود.

برنج. 13. انواع برخورد شراره خورشیدی بر روی زمین (به گفته D. X. Menzel).

اشعه ایکس تشعشعات و پرتوهای کیهانی خورشیدی که از شعله نور می آیند (شکل 13) باعث یونیزاسیون اضافی یونوسفر زمین می شوند که بر شرایط انتشار امواج رادیویی تأثیر می گذارد. جریان ذرات پرتاب شده در طول شعله در حدود یک روز به مدار زمین می رسد و باعث ایجاد طوفان مغناطیسی و شفق های قطبی در زمین می شود (نگاه کنید به،).

علاوه بر جریان های هسته ای ایجاد شده توسط فلرها، تشعشع سلولی پیوسته C وجود دارد. این تشعشع با خروج پلاسمای کمیاب از خارج همراه است. مناطقی از تاج خورشیدی به فضای بین سیاره ای - توسط باد خورشیدی. تلفات ماده در اثر باد خورشیدی کم است، ≈ 3. 10-14 در سال، اما نشان دهنده اصلی است. جزء محیط بین سیاره ای

باد خورشیدی میدان مغناطیسی در مقیاس بزرگ را به فضای بین سیاره ای منتقل می کند. میدان C. چرخش C. خطوط میدان مغناطیسی بین سیاره ای را می پیچد. میدان های (IMF) را به مارپیچ ارشمیدس وارد می کند که به وضوح در صفحه دایره البروج مشاهده می شود. از آنجایی که اصلی است ویژگی مغناطیسی در مقیاس بزرگ فیلدهای S. yavl. دو ناحیه دایره‌ای قطبی مخالف و میدان‌های مجاور آن‌ها؛ با شمال آرام، نیمکره شمالی فضای بین سیاره‌ای با میدانی از یک علامت، نیمکره جنوبی یک علامت دیگر پر شده است (شکل 14). نزدیک به حداکثر فعالیت، به دلیل تغییر در علامت میدان خورشیدی در مقیاس بزرگ، معکوس شدن قطبیت این میدان مغناطیسی منظم رخ می دهد. میدان های فضای بین سیاره ای Magn. جریان های هر دو نیمکره توسط یک صفحه جریان از هم جدا می شوند. هنگام چرخش C. زمین چندین بار قرار دارد. چند روز، سپس در بالا و سپس زیر سطح منحنی "موجدار" لایه فعلی، یعنی به داخل یخ‌های دائمی می‌افتد که به سمت شمال یا به دور از آن است. این پدیده نامیده می شود. میدان مغناطیسی بین سیاره ای

در نزدیکی حداکثر فعالیت، جریان ذرات شتاب‌گرفته در طول شعله‌ها به‌طور مؤثر بر جو و مگنتوسفر زمین تأثیر می‌گذارد. در مرحله کاهش فعالیت، در پایان چرخه فعالیت 11 ساله، با کاهش تعداد شعله‌ها و توسعه صفحه جریان بین سیاره‌ای، جریان‌های ثابت باد خورشیدی تقویت‌شده قابل توجه‌تر می‌شوند. آنها با چرخش همراه با شمال باعث ایجاد امواج ژئومغناطیسی می شوند که هر 27 روز تکرار می شوند. خشم این فعالیت مکرر (تکرار کننده) به ویژه در انتهای چرخه های زوج، زمانی که جهت میدان مغناطیسی است، زیاد است. میدان های "دوقطبی" خورشیدی ضد موازی با زمین هستند.

روشن شد.:
Martynov D. Ya.، دوره اخترفیزیک عمومی، ویرایش 3، M.، 1978;
Menzel D. G.، خورشید ما، ترجمه. از انگلیسی، M., 1963; فیزیک خورشیدی و خورشیدی-زمینی. فرهنگ لغت مصور اصطلاحات، ترجمه. از انگلیسی، م.، 1980;
Shklovsky I.S., Physics of the Solar Corona, 2nd ed., M., 1962;
Severny A.B., Magnetic fields of the sun and stars, UFN, 1966, جلد 88, v. 1، ص. 3-50; - تاج خورشیدی - دانه بندی

دمای بالایی دارد. در سطح حدود 5500 درجه سانتیگراد است. خورشید دارای جوی به نام تاج است. این ناحیه از گاز - پلاسما فوق گرم تشکیل شده است. دمای آن به بیش از 3 میلیون درجه می رسد. و دانشمندان در تلاشند تا بفهمند چرا لایه بیرونی خورشید بسیار داغتر از هر چیزی است که در زیر آن قرار دارد.

مشکلی که دانشمندان را گیج می کند بسیار ساده است. از آنجایی که منبع انرژی در مرکز خورشید قرار دارد، با دور شدن از مرکز، بدن آن باید به تدریج سردتر شود. اما مشاهدات خلاف این را نشان می دهد. و تاکنون دانشمندان نمی توانند توضیح دهند که چرا تاج خورشید از لایه های دیگر آن داغ تر است.

راز قدیمی

با وجود دمای آن، تاج خورشیدی معمولاً برای یک ناظر روی زمین قابل مشاهده نیست. این به دلیل درخشندگی شدید بقیه نقاط خورشید است. حتی ابزارهای پیچیده نیز نمی توانند آن را بدون در نظر گرفتن نور ساطع شده از سطح خورشید مطالعه کنند. اما این بدان معنا نیست که وجود تاج خورشیدی یک کشف اخیر است. می توان آن را در رویدادهای نادر اما قابل پیش بینی که هزاران سال مردم را مجذوب خود کرده است مشاهده کرد. اینها کامل هستند.

در سال 1869، ستاره شناسان از چنین کسوفی برای مطالعه لایه بیرونی خورشید استفاده کردند که به طور ناگهانی برای رصد قابل مشاهده شد. آنها طیف سنج ها را به سمت خورشید نشانه گرفتند تا مواد تاج گریزان را مطالعه کنند. محققان یک خط سبز ناآشنا را در طیف تاج کشف کردند. نام این ماده ناشناخته کرونیوم بود. با این حال، هفتاد سال بعد، دانشمندان متوجه شدند که این عنصر آشنا - آهن است. اما به میلیون ها درجه بی سابقه گرم شد.

یک نظریه اولیه می گفت که امواج صوتی (فکر کنید که مواد خورشید مانند آکاردئون فشرده و منبسط می شود) می تواند مسئول دمای تاج باشد. از بسیاری جهات، این شبیه نحوه پرتاب قطرات آب با سرعت زیاد توسط موج به سمت ساحل است. اما کاوشگرهای خورشیدی قادر به یافتن امواجی با قدرت توضیح دمای تاج مشاهده شده نیستند.

تقریباً 150 سال است که این راز یکی از رازهای کوچک اما جالب علم بوده است، در عین حال دانشمندان اطمینان دارند که دانش آنها از دمای سطح و تاج کاملاً صحیح است.

میدان مغناطیسی خورشید: چگونه کار می کند؟

بخشی از مشکل این است که ما بسیاری از رویدادهای کوچکی را که روی خورشید اتفاق می‌افتد، درک نمی‌کنیم. ما می دانیم که چگونه کار خود را در گرم کردن سیاره ما انجام می دهد. اما مدل‌هایی از مواد و نیروهای دخیل در این فرآیند هنوز وجود ندارد. ما هنوز نمی توانیم آنقدر به خورشید نزدیک شویم که بتوانیم آن را با جزئیات مطالعه کنیم.

این روزها پاسخ اکثر سوالات در مورد خورشید این است که خورشید یک آهنربای بسیار پیچیده است. زمین هم میدان مغناطیسی دارد. اما، با وجود اقیانوس ها و ماگمای زیرزمینی، هنوز چگالی آن بسیار بیشتر از خورشید است. که به سادگی یک توده بزرگ از گاز و پلاسما است. زمین جسم سخت تری است.

خورشید نیز می چرخد. اما از آنجایی که جامد نیست، قطب ها و استوای آن با سرعت های متفاوتی می چرخند. ماده در لایه‌های خورشید به بالا و پایین حرکت می‌کند، مانند ظرف آب جوش. این اثر باعث اختلال در خطوط میدان مغناطیسی می شود. ذرات باردار که لایه‌های بیرونی خورشید را تشکیل می‌دهند در امتداد خطوطی مانند قطار در راه‌آهن پرسرعت حرکت می‌کنند. این خطوط شکسته می شوند و دوباره به هم متصل می شوند و مقادیر عظیمی انرژی آزاد می کنند (شعله های خورشیدی). یا گرداب هایی پر از ذرات باردار تولید می کنند که می توانند آزادانه از این ریل ها با سرعتی عظیم به فضا پرتاب شوند (پرتاب جرم تاجی).

ما ماهواره های زیادی داریم که در حال ردیابی خورشید هستند. Solarer Pro که امسال راه اندازی شد، تازه مشاهدات خود را آغاز کرده است. تا سال 2025 به کار خود ادامه خواهد داد. دانشمندان امیدوارند که این ماموریت پاسخ بسیاری از سوالات مرموز در مورد خورشید را ارائه دهد.

اگر خطایی پیدا کردید، لطفاً قسمتی از متن را برجسته کرده و کلیک کنید Ctrl+Enter.

حیات زمینی منشأ خود را مدیون بدن آسمانی است. همه چیز را در سطح سیاره ما گرم و روشن می کند. بی دلیل نیست که پرستش خورشید و نمایش آن به عنوان یک خدای بزرگ آسمانی در آیین های مردمان بدوی ساکن زمین منعکس شد.

قرن ها و هزاره ها می گذرد، اما اهمیت آن در زندگی بشر تنها افزایش یافته است. ما همه فرزندان خورشید هستیم.

خورشید چیست؟

ستاره ای از کهکشان راه شیری، با شکل هندسی خود، نشان دهنده یک توپ عظیم، داغ و گازی است که دائماً جریان های انرژی ساطع می کند. تنها منبع نور و گرما در منظومه ستاره-سیاره ما. اکنون خورشید در سن کوتوله زرد قرار دارد، طبق طبقه بندی عمومی پذیرفته شده انواع ستارگان در جهان.

ویژگی های خورشید

خورشید دارای پارامترهای زیر است:

• سن -4.57 میلیارد سال؛
• فاصله تا زمین: 149600000 کیلومتر
• جرم: 332982 جرم زمین (1.9891·10³⁰ کیلوگرم)؛
• چگالی متوسط ​​1.41 گرم بر سانتی متر مکعب است (از حاشیه تا مرکز 100 برابر افزایش می یابد).
• سرعت مداری خورشید 217 کیلومتر بر ثانیه است.
• سرعت چرخش: 1.997 کیلومتر بر ثانیه
• شعاع: 695-696 هزار کیلومتر؛
• دما: از 5778 کلوین در سطح تا 15700000 کلوین در هسته.
• دمای کرونا: ~ 1500000 K;
• خورشید در روشنایی خود ثابت است، در 15٪ از درخشان ترین ستاره های کهکشان ما قرار دارد. پرتوهای فرابنفش کمتری ساطع می کند، اما در مقایسه با ستارگان مشابه، جرم بیشتری دارد.

خورشید از چه چیزی ساخته شده است؟

به روش خودم ترکیب شیمیاییتابش ما هیچ تفاوتی با سایر ستارگان ندارد و حاوی: 74.5٪ هیدروژن (بر حسب جرم)، 24.6٪ هلیوم، کمتر از 1٪ مواد دیگر (نیتروژن، اکسیژن، کربن، نیکل، آهن، سیلیکون، کروم، منیزیم و سایر مواد) است. در داخل هسته واکنش های هسته ای پیوسته ای وجود دارد که هیدروژن را به هلیوم تبدیل می کند. اکثریت مطلق توده منظومه شمسی– 99.87 درصد متعلق به خورشید است.

در حال حاضر این شنبه، 11 آگوست 2018، یک مأموریت جدید برای مطالعه کاوشگر خورشیدی - پارکر سولار کاوشگر (یا کاوشگر خورشیدی پارکر) به فضا خواهد رفت. در چند سال آینده، این وسیله به خورشید نزدیک می شود که هر شی دست ساز تا به حال به آن نزدیک شده است. سرمقاله N+1با کمک سرگئی بوگاچف، محقق ارشد آزمایشگاه نجوم پرتو ایکس Sun FIAN، تصمیم گرفت بفهمد چرا دانشمندان دستگاهی را به چنین مکان گرمی می فرستند و چه نتایجی از آن انتظار می رود.

وقتی به آسمان شب نگاه می کنیم، تعداد زیادی ستاره را می بینیم - بزرگترین دسته از اجرام در کیهان که می توان از زمین مشاهده کرد. این گلوله های بزرگ درخشان گاز است که بسیاری از مردم در «کوره های هسته ای» خود تولید می کنند. عناصر شیمیاییسنگین تر از هیدروژن و هلیوم که بدون آنها سیاره ما، همه موجودات زنده روی آن و خود ما وجود نداشتند.

ستارگان در فواصل بسیار زیادی از زمین قرار دارند - فاصله تا نزدیکترین آنها، پروکسیما قنطورس، چندین سال نوری تخمین زده می شود. اما یک ستاره وجود دارد که نور آن فقط هشت دقیقه طول می کشد تا به ما برسد - این خورشید ما است و رصد آن به ما کمک می کند تا در مورد سایر ستارگان کیهان بیشتر بدانیم.

خورشید بسیار نزدیکتر از آن چیزی است که در نگاه اول به نظر می رسد. به تعبیری، زمین در داخل خورشید قرار دارد - به طور مداوم توسط جریان باد خورشیدی ناشی از تاج - قسمت بیرونی جو ستاره شسته می شود. این جریان ذرات و تابش خورشید است که "آب و هوای فضایی" نزدیک سیارات را کنترل می کند. ظهور شفق‌های قطبی و اختلالات در مغناطیس‌کره‌های سیارات به این جریان‌ها بستگی دارد، در حالی که شعله‌های خورشیدی و پرتاب‌های جرم تاجی ماهواره‌ها را غیرفعال می‌کنند، بر تکامل اشکال حیات در زمین تأثیر می‌گذارند و بار تشعشع را در مأموریت‌های فضایی سرنشین‌دار تعیین می‌کنند. علاوه بر این، فرآیندهای مشابه نه تنها در منظومه شمسی، بلکه در سایر منظومه های سیاره ای نیز رخ می دهد. بنابراین، درک فرآیندهای تاج خورشیدی و هلیوسفر درونی به ما امکان می دهد تا رفتار "اقیانوس" پلاسمایی اطراف زمین را بهتر درک کنیم.

ساختار خورشید

ویکی‌مدیا کامانز

با توجه به دور بودن خورشید، تقریباً تمام اطلاعات مربوط به آن را از طریق تشعشعاتی که خورشید تولید می کند دریافت می کنیم. حتی برخی از پارامترهای ساده، مانند دما، که در زمین می تواند با یک دماسنج معمولی اندازه گیری شود، برای خورشید و ستارگان به روشی بسیار پیچیده تر تعیین می شود - با طیف تابش آنها. این در مورد بیشتر نیز صدق می کند ویژگی های پیچیدهبه عنوان مثال به یک میدان مغناطیسی. یک میدان مغناطیسی می تواند با تقسیم خطوط در آن بر طیف تابش تأثیر بگذارد - این به اصطلاح اثر Zeeman است. و دقیقاً به این دلیل است که میدان طیف تابش ستاره را تغییر می دهد که ما قادر به ثبت آن هستیم. سرگئی بوگاچف می‌گوید: اگر چنین تأثیری در طبیعت وجود نداشت، ما در مورد میدان مغناطیسی ستارگان چیزی نمی‌دانستیم، زیرا هیچ راهی برای پرواز مستقیم به یک ستاره وجود ندارد.

"اما این روش محدودیت هایی نیز دارد - به عنوان مثال، این واقعیت را در نظر بگیرید که عدم وجود تشعشع ما را از اطلاعات محروم می کند. اگر در مورد خورشید صحبت کنیم، باد خورشیدی نور ساطع نمی کند، بنابراین هیچ راهی برای تعیین دما، چگالی و سایر خواص آن از راه دور وجود ندارد. نور یا میدان مغناطیسی ساطع نمی کند. بله، در لایه های پایین جو خورشیدیلوله های مغناطیسی با پلاسمای درخشان پر شده اند و این امکان اندازه گیری میدان مغناطیسی نزدیک سطح خورشید را فراهم می کند. با این حال، حتی در فاصله یک شعاع خورشید از سطح آن، چنین اندازه گیری غیرممکن است. و از این قبیل نمونه ها بسیار زیاد است. در چنین شرایطی چه باید کرد؟ پاسخ بسیار ساده است: ما باید کاوشگرهایی را پرتاب کنیم که بتوانند مستقیماً به سمت خورشید پرواز کنند، در جو آن و باد خورشیدی فرو بروند و اندازه‌گیری‌ها را مستقیماً در محل انجام دهند. چنین پروژه‌هایی رایج هستند، اگرچه کمتر از پروژه‌های تلسکوپ فضایی شناخته شده‌اند، که مشاهدات از راه دور انجام می‌دهند و داده‌های بسیار دیدنی‌تر (مانند عکس‌ها) را نسبت به کاوشگرهایی که جریان خسته‌کننده‌ای از اعداد و نمودارها تولید می‌کنند، تولید می‌کنند. اما اگر در مورد علم صحبت کنیم، مطمئناً تعداد کمی از مشاهدات از راه دور می توانند از نظر قدرت و متقاعدسازی با مطالعه یک شی که در نزدیکی است مقایسه شوند.

اسرار خورشید

مشاهدات خورشید در گذشته انجام شد یونان باستانو در مصر باستانو در طول 70 سال گذشته، بیش از ده ها ماهواره فضایی، ایستگاه بین سیاره ای و تلسکوپ، که از اسپوتنیک-2 شروع شده و به رصدخانه های فضایی که امروزه فعال هستند، مانند SDO، SOHO یا STEREO، از نزدیک رصد کرده اند (و در حال رصد) هستند. رفتار نزدیکترین به ما ستاره ها و اطراف آن. با این حال، ستاره شناسان هنوز سوالات زیادی در رابطه با ساختار خورشید و دینامیک آن دارند.

به عنوان مثال، بیش از 30 سال است که دانشمندان با مشکل نوترینوهای خورشیدی روبرو بوده اند، که شامل عدم وجود نوترینوهای الکترونی شناسایی شده تولید شده در هسته خورشیدی در نتیجه واکنش های هسته ای در مقایسه با تعداد پیش بینی شده تئوری آنها است. معمای دیگر مربوط به گرم شدن غیرعادی کرونا است. این بیرونی ترین لایه جو ستاره دمایی بیش از یک میلیون درجه کلوین دارد، در حالی که سطح مرئی خورشید (فتوسفر) که بالای آن کرومسفر و تاج خورشید قرار دارد، تنها تا شش هزار درجه کلوین گرم می شود. این عجیب به نظر می رسد، زیرا از نظر منطقی، لایه های بیرونی ستاره باید خنک تر باشند. انتقال مستقیم حرارت بین فوتوسفر و تاج برای اطمینان از چنین دماهایی کافی نیست، به این معنی که مکانیسم های دیگری برای گرم کردن کرونا در اینجا کار می کنند.

تاج خورشید در طی یک خورشید گرفتگی کامل در اوت 2017.

مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا/گوپالسوامی

دو نظریه اصلی برای توضیح این ناهنجاری وجود دارد. بر اساس اولی، امواج مغناطیسی آکوستیک و امواج آلفون که با پراکندگی در تاج، دمای پلاسما را افزایش می دهند، وظیفه انتقال گرما از ناحیه همرفتی و فوتوسفر خورشید به کروموسفر و تاج را بر عهده دارند. با این حال، این نسخه دارای معایبی است، به عنوان مثال، امواج مغناطیسی آکوستیک به دلیل پراکندگی و انعکاس مجدد به داخل فتوسفر نمی توانند از انتقال مقدار کافی انرژی به تاج اطمینان حاصل کنند و امواج آلفون نسبتاً آرام انرژی خود را به انرژی حرارتی تبدیل می کنند. از پلاسما علاوه بر این، برای مدت طولانی به سادگی هیچ مدرک مستقیمی از انتشار موج از طریق تاج خورشیدی وجود نداشت - تنها در سال 1997، رصدخانه فضایی SOHO برای اولین بار امواج خورشیدی مغناطیسی آکوستیک را با فرکانس یک میلی هرتز ثبت کرد که تنها ده درصد از انرژی مورد نیاز را تامین می کند. تاج را تا دمای مشاهده شده گرم کند

تئوری دوم گرمایش غیرعادی تاج را با شعله‌های ریز در حال وقوع پیوسته مرتبط می‌داند که به دلیل اتصال مجدد مداوم خطوط مغناطیسی در مناطق محلی میدان مغناطیسی در فوتوسفر ایجاد می‌شوند. این ایده در دهه 1980 توسط ستاره شناس آمریکایی یوجین پارکر، که نام او کاوشگر به نام او نامگذاری شده و همچنین حضور باد خورشیدی، جریانی از ذرات باردار پرانرژی که به طور مداوم از خورشید ساطع می شود را پیش بینی کرد، ارائه شد. با این حال، نظریه میکروشعله ها نیز هنوز تایید نشده است. این امکان وجود دارد که هر دو مکانیسم روی خورشید کار کنند، اما این نیاز به اثبات دارد و برای این کار باید در فاصله نسبتاً نزدیک به خورشید پرواز کنید.

یکی دیگر از معمای خورشید با تاج در ارتباط است - مکانیسم تشکیل باد خورشیدی که کل منظومه شمسی را پر می کند. در این است که پدیده های آب و هوای فضا مانند شفق شمالی یا طوفان های مغناطیسی. ستاره شناسان به مکانیسم های ظهور و شتاب باد خورشیدی آهسته تولید شده در تاج و همچنین نقش میدان های مغناطیسی در این فرآیندها علاقه مند هستند. در اینجا نیز چندین نظریه وجود دارد که هم شواهد و هم کاستی هایی دارند و انتظار می رود که کاوشگر پارکر به نقطه گذاری i کمک کند.

به طور کلی، اکنون مدل‌های نسبتاً توسعه‌یافته‌ای از باد خورشیدی وجود دارد که پیش‌بینی می‌کند چگونه ویژگی‌های آن با دور شدن از خورشید تغییر کند. دقت این مدل‌ها در فواصل به ترتیب مدار زمین بسیار بالاست، اما اینکه چقدر باد خورشیدی را در فواصل نزدیک از خورشید توصیف می‌کنند مشخص نیست. شاید پارکر بتواند در این مورد کمک کند. سوال نسبتاً جالب دیگر شتاب ذرات در خورشید است. پس از شعله های آتش، نهرها به زمین می آیند تعداد زیادیالکترون ها و پروتون های شتاب دار با این حال، کاملاً مشخص نیست که آیا شتاب آنها مستقیماً روی خورشید اتفاق می افتد، و سپس آنها به سادگی با اینرسی به سمت زمین حرکت می کنند، یا اینکه این ذرات علاوه بر این (و شاید به طور کامل) در مسیر خود به زمین توسط سیاره های بین سیاره ای شتاب می گیرند. میدان مغناطیسی. شاید وقتی داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط یک کاوشگر نزدیک خورشید به زمین می‌آیند، این موضوع نیز قابل حل باشد. چندین مشکل مشابه دیگر وجود دارد که راه حل آنها را می توان به همان روش - با مقایسه اندازه گیری های مشابه در نزدیکی خورشید و در سطح مدار زمین - پیش برد. به طور کلی، این مأموریت در جهت حل چنین مسائلی است. ما فقط می‌توانیم امیدوار باشیم که این دستگاه موفق باشد.»

مستقیم به جهنم

کاوشگر پارکر در 11 آگوست 2018 از مجموعه پرتاب SLC-37 در پایگاه نیروی هوایی ایالات متحده در کیپ کاناورال پرتاب خواهد شد، این کاوشگر با پرتاب سنگین Delta IV Heavy به فضا پرتاب خواهد شد - این قدرتمندترین موشک در جهان است. عملیات، می توان آن را در مدار پایین تقریبا 29 تن محموله پرتاب کرد. تنها از نظر ظرفیت حمل از آن پیشی گرفته است، اما این حامل هنوز در مرحله آزمایش است. برای رسیدن به مرکز منظومه شمسی، باید سرعت بسیار بالایی را که زمین (و همه اجرام روی آن) نسبت به خورشید دارد - حدود 30 کیلومتر در ثانیه کاهش داد. علاوه بر یک موشک قدرتمند، این به یک سری مانورهای گرانشی در نزدیکی زهره نیاز دارد.

طبق برنامه، روند نزدیک شدن به خورشید هفت سال به طول خواهد انجامید - با هر مدار جدید (در مجموع 24 مورد وجود دارد)، این دستگاه بیشتر و بیشتر به ستاره نزدیک می شود. اولین حضیض در اول نوامبر در فاصله 35 شعاع خورشیدی (حدود 24 میلیون کیلومتر) از ستاره عبور خواهد کرد. سپس، پس از یک سری هفت مانور گرانشی در نزدیکی زهره، دستگاه تا فاصله ای در حدود 9-10 شعاع خورشیدی (حدود شش میلیون کیلومتر) به خورشید نزدیک می شود - این در اواسط دسامبر 2024 اتفاق می افتد. این هفت برابر نزدیک‌تر از حضیض مدار عطارد است، که هرگز ساخته دست بشر نبوده است فضاپیمابه خورشید نزدیک نشد (رکورد فعلی متعلق به دستگاه Helios-B است که در فاصله 43.5 میلیون کیلومتری به ستاره نزدیک شد).

طرح پرواز به خورشید و مدارهای اصلی کاوشگر.

مراحل اصلی کار بر روی هر یک از مدارها.

انتخاب چنین موقعیتی برای مشاهدات تصادفی نیست. طبق محاسبات دانشمندان، در فاصله ده شعاع از خورشید، نقطه آلفون وجود دارد - منطقه ای که باد خورشیدی آنقدر شتاب می گیرد که خورشید را ترک می کند و امواج منتشر شده در پلاسما دیگر بر آن تأثیر نمی گذارد. اگر کاوشگر بتواند به نقطه آلفون نزدیک شود، می توانیم فرض کنیم که وارد جو خورشید شده و خورشید را لمس کرده است.

کاوشگر پارکر، مونتاژ شده، در هنگام نصب در مرحله سوم وسیله نقلیه پرتاب.

"وظیفه کاوشگر اندازه گیری ویژگی های اصلی باد خورشیدی و جو خورشیدی در طول مسیر خود است. ابزارهای علمی موجود در هواپیما منحصر به فرد نیستند و ویژگی های رکوردشکنی ندارند (به جز توانایی مقاومت در برابر شار تابش خورشیدی در حضیض. کاوشگر خورشیدی پارکر یک وسیله نقلیه با ابزارهای معمولی، اما در مداری منحصر به فرد است. بیشتر (و شاید حتی همه) ابزارهای علمی برنامه ریزی شده اند که در تمام نقاط مدار، به جز در حضیض، جایی که وسیله نقلیه در آن قرار دارد، دور نگه داشته شوند. به یک معنا، این است برنامه علمیعلاوه بر این تاکید می کند که هدف اصلی این ماموریت مطالعه باد خورشیدی و جو خورشیدی است. هنگامی که دستگاه از حضیض دور می‌شود، داده‌های همان ابزار به داده‌های معمولی تبدیل می‌شوند و برای حفظ منابع ابزارهای علمی، آنها به سادگی تا رویکرد بعدی به پس‌زمینه سوئیچ می‌شوند. از این نظر، توانایی ورود به یک مسیر معین و توانایی زندگی بر روی آن برای یک زمان معین، عواملی هستند که موفقیت ماموریت در درجه اول به آنها بستگی دارد.»

دستگاه محافظ حرارتی پارکر.

گرگ استنلی / دانشگاه جان هاپکینز

نمای محافظ حرارتی در مرحله نصب روی پروب.

ناسا / جان هاپکینز APL / اد ویتمن

پروب پارکر با محافظ حرارتی نصب شده.

ناسا / جان هاپکینز APL / اد ویتمن

برای زنده ماندن در نزدیکی ستاره، کاوشگر مجهز به یک سپر حرارتی است که به عنوان یک "چتر" عمل می کند که همه ابزارهای علمی زیر آن پنهان می شوند. قسمت جلوی سپر دمای بیش از 1400 درجه سانتیگراد را تحمل می کند، در حالی که دمای قسمت عقب آن که ابزارهای علمی در آن قرار دارند نباید از سی درجه سانتیگراد بیشتر شود. این تفاوت دما با طراحی خاص این "چتر خورشیدی" تضمین می شود. با ضخامت کلی فقط 11.5 سانتی متر، از دو پانل ساخته شده از کامپوزیت کربن-گرافیت تشکیل شده است که بین آنها لایه ای از فوم کربن قرار دارد. قسمت جلوی سپر دارای یک پوشش محافظ و یک لایه سرامیکی سفید است که خاصیت انعکاسی آن را افزایش می دهد.

علاوه بر سپر، مشکل گرمای بیش از حد توسط سیستم خنک کننده ای طراحی شده است که از 3.7 لیتر آب دیونیزه شده تحت فشار به عنوان خنک کننده استفاده می کند. سیم کشی الکتریکی دستگاه با استفاده از مواد با دمای بالا مانند لوله های یاقوت کبود و نیوبیوم ساخته شده است و در هنگام نزدیک شدن به خورشید، صفحات خورشیدی زیر یک سپر حرارتی جمع می شوند. علاوه بر گرمای شدید، مهندسان ماموریت باید فشار نور شدید خورشید را نیز در نظر بگیرند که جهت گیری صحیح کاوشگر را از بین می برد. برای تسهیل این کار، حسگرهای خورشیدی بر روی کاوشگر در مکان‌های مختلف نصب می‌شوند تا به نظارت بر حفاظت تجهیزات علمی در برابر خورشید کمک کنند.

ابزار

تقریباً تمام ابزارهای علمی این کاوشگر برای مطالعه میدان‌های الکترومغناطیسی و خواص پلاسمای خورشیدی اطراف آن طراحی شده‌اند. تنها استثنا تلسکوپ نوری WISPR (تصویرساز میدان وسیع برای کاوشگر خورشیدی) است که وظیفه آن به دست آوردن تصاویری از تاج خورشیدی و باد خورشیدی، هلیوسفر داخلی، امواج ضربه ای و هر ساختار دیگری است که توسط دستگاه مشاهده می شود.