Preparando los nuevos descubrimientos de la Parker Solar Probe

Semanas después de que la Parker Solar Probe hiciera el acercamiento más cercano a nuestra estrella, los datos científicos del primer encuentro solar están llegando a las manos de los científicos de la misión. Los datos de la misión tendrán el potencial de arrojar nueva luz sobre la física de nuestra estrella, el Sol.

El 12 de diciembre de 2018, cuatro de estos investigadores se reunieron en la reunión de otoño de la American Geophysical Union en Washington, DC, para compartir lo que esperan aprender de la Parker Solar Probe.

«Los heliofísicos han estado esperando más de 60 años para que una misión como esta», dijo Nicola Fox, directora de la División de Heliofísica en la sede de la NASA en Washington. La heliofísica es el estudio del Sol y cómo afecta al espacio cerca de la Tierra,alrededor de otros mundos y en todo el sistema solar. «Los misterios solares que queremos resolver están esperando en la corona».

Del 31 de octubre al 11 de noviembre de 2018, la Parker Solar Probe completó su primera fase de encuentro solar, acelerando a través de la atmósfera exterior del Sol, la corona, y recolectando datos sin precedentes con cuatro conjuntos de instrumentos de vanguardia.

La Parker Solar Probe se llama así por Eugene Parker, el físico que primero teorizó la existencia del viento solar, la constante afluencia de material del Sol, en 1958.

Esta imagen del instrumento WISPR  de la Parker Solar Probe muestra un transmisor coronal, visto sobre la extremidad este del Sol el 8 de noviembre de 2018, a la 1:12 a.m. EST.

Esta es la primera misión de la NASA que recibe su nombre de un individuo vivo. El revolucionario artículo de Gene Parker predijo el calentamiento y la expansión de la corona y el viento solar. Ahora, con la sonda Parker Solar Probe podemos entender realmente qué impulsa ese flujo constante hacia el borde de la heliosfera.

La influencia de nuestro Sol es de largo alcance. El viento solar, su salida de material, llena la parte interior de nuestro sistema solar, creando una burbuja que envuelve a los planetas y se extiende mucho más allá de la órbita de Neptuno. Integrado en sus partículas energizadas y material solar, el viento solar lleva consigo el campo magnético del Sol. Algunas fulguraciones que suceden en la fotosfera solar(superficie solar) lanzan material solar adicional; estos fenómenos son llamados como eyecciones de masa coronal y también llevan consigo parte de este campo magnético solar, y en ambos casos, este material magnetizado puede interactuar con el campo magnético natural de la Tierra y causar tormentas geomagnéticas. Estas tormentas pueden desencadenar las auroras o incluso cortes de energía entre otros fenómenos, y otros tipos de actividad solar pueden causar problemas de comunicaciones, interrumpir la electrónica delos satélites e incluso poner en peligro a los astronautas,especialmente más allá de la burbuja protectora del campo magnético de la Tierra.

Otros mundos en nuestro sistema solar experimentan sus propias versiones de estos efectos, y mucho más allá de los planetas, el material del Sol se enfrenta al medio interestelar, que llena el espacio entre las estrellas. La interacción en esta región desempeña un papel en la frecuencia con que los rayos cósmicos galácticos de alta energía se disparan en nuestro sistema solar. Todos estos efectos son el resultado de sistemas complicados, pero todos comienzan en el Sol,por lo que es fundamental comprender la física fundamental que impulsa la actividad de nuestra estrella.

La sonda solar de Parker está diseñada para abordar tres preguntas principales sobre la física del sol. Primero: ¿Cómo se calienta la atmósfera exterior del Sol, la corona, a temperaturas aproximadamente 300 veces más altas que la superficie visible? Segundo, ¿cómo se acelera el viento solar tan rápido a las altas velocidades que observamos? Y,finalmente, ¿cómo algunas de las partículas más energéticas del Sol se alejan del Sol a más de la mitad de la velocidad de la luz?

«La 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 Parke rSolar Probe en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland.

Los instrumentos de Parker están diseñados para ver estos fenómenos en cuestión de una manera que antes no era posible, dando a los científicos la oportunidad de avanzar en el estudio de la atmósfera solar.

Por ejemplo, los diseñadores de la Parker Solar Probe, en la suite WISPR, tendrán una nueva perspectiva del viento solar joven, capturando una visión de cómo evoluciona a medida que Parker Solar Probe viaja a través de la corona solar.

Este video muestra los datos reales de la nave espacial del Observatorio de Relaciones 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 primer encuentro solar en noviembre de 2018.

La suite ISʘIS dela nave espacial ayudará a los científicos a investigar las causas de la aceleración de partículas energéticas. En este momento, las teorías divergen sobre cómo se aceleran las partículas energéticas solares dentro de las estructuras de ondas de choque delgadas generalmente impulsadas por rápidas eyecciones de masa coronal, perolas mediciones de partículas energéticas reunidas a medida que la nave espacial viaja a través de dichas ondas ayudarán a arrojar luz sobre este problema.

Las antenas de campo eléctrico del conjunto de instrumentos FIELDS de la nave pueden captar ráfagas de radio que podrían arrojar luz sobre las causas del calentamiento coronal.

El instrumento Solar Probe Cup, que se extiende más allá del escudo térmico de la nave y está expuesto a todo el entorno solar, mide las propiedades térmicas de diferentes especies de iones en el viento solar. Junto con los datos de la suite FIELDS, estas mediciones podrían ayudar a revelar cómo se calienta y acelera el viento solar.

Los informes de la Parker Solar Probe indican que se recopilaron buenos datos científicos durante el primer encuentro solar, y los mismos datos comenzaron a llegar a la Tierra el 7 de diciembre. Debido a las posiciones relativas de la Parker Solar Probe, el Sol y la Tierra y sus efectos en la transmisión de radio, algunos de los datos científicos de este encuentro no se estudiarán hasta después del segundo encuentro solar de la misión en abril de 2019.

La Parker Solar Probe brindará a los científicos otra nueva perspectiva sobre el Sol, uniéndose a los de otras naves espaciales de observación del Sol.

El equipo de la misión tuvo la oportunidad de realizar algunas pruebas de instrumentos en el mundo real durante el sobrevuelo a Venus de la Parker Solar Probe en septiembre de 2018. Parker Solar Probe hizo un pase cercano al planeta mientras realizaba una asistencia de gravedad para atraer su órbita más cerca del Sol. Aunque no se esperaba que estudiaran el entorno alrededor de Venus, los instrumentos de Parker registraron con éxito los datos, lo que les dio a los científicos una visión temprana de lo que son capaces sus instrumentos en el difícil entorno del espacio.

Como la incorporación más reciente a la flota de misiones de heliofísica de la NASA, la Parker Solar Probe funciona junto con prolíficos satélites de investigación heliosféricos y solares como el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, el Observatorio de Relaciones Terrestres y Solares y el Explorador de Composición Avanzada. Durante años, o décadas, estos observatorios han analizado el Sol y su material saliente, cambiando la forma en que vemos nuestra estrella. Pero están limitados por el lugar donde se ubican en el espacio.

«La Parker Solar Probe se dirige a una región que nunca hemos visitado»,dijo Terry Kucera, físico solar del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. «Mientras tanto,desde la distancia, podemos observar la corona del Sol, que impulsa el complejo entorno alrededor de la Parker Solar Probe».

Las distintas perspectivas de estos observatorios deberían ser una bendición para contextualizar las observaciones de Parker. Mientras SDO está en la órbita geosincrónica de la Tierra, STEREO orbita alrededor del Sola un poco menos de 1 UA, una unidad astronómica es la distancia promedio entre la Tierra y el Sol. Eso significa que STEREO usualmente observa al Sol desde un ángulo diferente al que vemos aquí en la Tierra. Junto con las mediciones de Parker cercanas alSol y, a menudo, desde un ángulo diferente al de cualquiera de nuestros otros satélites, esto le dará a los científicos una imagen más completa de cómo los eventos solares cambian y se desarrollan a medida que se propagan hacia el sistema solar.

Los modelos son una buena manera de probar teorías sobre la física subyacente del sol.Al crear una simulación que se basa en un determinado 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.

Parker Solar Probe se encuentra en una posición única para ayudar a mejorar los modelos, en parte debido a su velocidad récord.

El Sol gira sobre si mismo de una vez cada 27 días según se ve 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, que no siempre pueden decir si la variabilidad que ven es 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 de origen: variación espacial.

Para parte de su órbita, la Parker Solar Probe superará ese problema. En ciertos puntos, la Parker Solar Probe está viajando lo suficientemente rápido como para coincidir casi exactamente con la velocidad de rotación del Sol, lo que significa que Parker «flota»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 Parker SolarProbe es parte del programa Living with a Star de la NASA para explorar aspectos del sistema Sol-Tierra que afectan directamente la vida y la sociedad. El programa Living with a Star es administrado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la agencia en Greenbelt,Maryland, para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. APL diseñó, construyó y opera la nave espacial.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.