Ymmärryksemme kaukaisista tähtiistä on lisääntynyt dramaattisesti viime vuosikymmeninä. Parannettujen instrumenttien ansiosta tutkijat näkevät kauempana ja selkeämmin, oppien siten enemmän tähtijärjestelmistä ja niitä kiertävistä planeetoista (aka. Aurinkoenergian ulkopuoliset planeetat). Valitettavasti kestää jonkin aikaa ennen kuin kehitämme tarvittavan tekniikan tutkia näitä tähtiä läheltä.
Mutta tällä välin NASA ja ESA kehittävät operaatioita, joiden avulla voimme tutkia omaa aurinkoamme kuin koskaan ennen. Nämä tehtävät, NASA: n Parker Solar Probe ja ESA: n (Euroopan avaruusjärjestön) Solar Orbiter, tutkitaan lähempänä aurinkoa kuin mikään aikaisempi operaatio. Näin toimiessaan toivotaan ratkaisevan vuosikymmeniä vanhat kysymykset Auringon sisäisestä toiminnasta.
Näillä operaatioilla, jotka käynnistetään vuonna 2018 ja vuonna 2020, on myös merkittäviä vaikutuksia elämään täällä maan päällä. Auringonvalo ei ole vain välttämätöntä elämälle sellaisena kuin me sen tiedämme, vaan myös auringonvalonheittimet voivat aiheuttaa merkittävän vaaran tekniikalle, josta ihmiskunta on yhä riippuvaisempi. Tähän sisältyy radioviestintä, satelliitit, sähköverkot ja ihmisten avaruuslennot.
Ja tulevina vuosikymmeninä matalan maan kiertoradan (LEO) odotetaan kasvavan yhä täynnä, kun kaupalliset avaruusasemat ja jopa avaruusmatkailu tulevat todellisuudeksi. Parantamalla ymmärrystämme prosessista, joka ajaa aurinkosähköä, pystymme siis paremmin ennustamaan, milloin ne tapahtuvat ja miten ne vaikuttavat maahan, avaruusaluksiin ja LEO: n infrastruktuuriin.
Kuten NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksen Solar Orbiter -projektitutkija Chris St. Cyr selitti äskettäisessä NASA: n lehdistötiedotteessa:
”Tavoitteenamme on ymmärtää, kuinka aurinko toimii ja miten se vaikuttaa avaruusympäristöön ennustettavuuden pisteeseen. Tämä on todella uteliaisuuteen perustuva tiede. ”
Molemmat tehtävät keskittyvät Auringon dynaamiseen ulkoilmaan, jota kutsutaan muuten koronaksi. Tällä hetkellä suuri osa tämän aurinkokerroksen käyttäytymisestä on arvaamatonta eikä sitä ymmärretä hyvin. Esimerkiksi siellä on niin kutsuttu ”koronaalilämmitysongelma”, jossa Auringon korona on paljon kuumempi kuin auringon pinta. Sitten on kysymys, mikä ajaa aurinkoaineen (alias aurinko tuuli) jatkuvan vuotamisen niin suurille nopeuksille.
Kuten Parker Solar Probe -operaation tutkija Eric Christian Christian NASA Goddardissa selitti:
Parker Solar Probe ja Solar Orbiter käyttävät erityyppisiä tekniikoita, mutta tehtävinä ne ovat toisiaan täydentäviä. He ottavat kuvia auringon koronasta samanaikaisesti, ja he näkevät joitain samoja rakenteita - mitä tapahtuu auringon napoilla ja miltä nämä samat rakenteet näyttävät päiväntasaajalla. "
Parkerin aurinkokoetin lähettää tehtäväänsä lähempänä aurinkoa kuin mikään muu historian avaruusalusta - jopa 6 miljoonan kilometrin (3,8 miljoonan mailin) päässä pinnasta. Tämä korvaa aikaisemman, 43,432 miljoonan km (~ 27 miljoonan mailin) ennätyksen, jonka Helios B -anturi on perustanut vuonna 1976. Tästä paikasta Parker Solar Probe käyttää neljää tieteellisten välineiden sarjaa kuvaamaan aurinkotuulta ja tutkia Auringon magneettikenttiä, plasma- ja energiahiukkasia.
Tällä tavalla koetin auttaa selventämään Auringon ulkoilman todellista anatomiaa, mikä auttaa meitä ymmärtämään, miksi korona on kuumempi kuin Auringon pinta. Periaatteessa, kun lämpötilat koronassa voivat nousta jopa muutamiin miljoonaan asteeseen, auringonpinnan (alias. Valokehä) lämpötila on noin 5538 ° C (10 000 ° F).
Sillä välin, aurinko kiertäjä saapuu noin 42 miljoonan kilometrin etäisyydelle auringosta ja ottaa oletettavasti erittäin kallistetun kiertoradan, joka voi tarjota kaikkien aikojen ensimmäiset suorat kuvat auringon navoista. Tämä on toinen aurinkoalue, jota tutkijat eivät vielä ymmärrä hyvin, ja sen tutkiminen voisi tarjota arvokkaita vihjeitä siitä, mikä ajaa aurinkoa jatkuvassa toiminnassa ja purkauksissa.
Molemmat tehtävät tutkivat myös aurinkotuulta, joka on Auringon kaikkein levinnein vaikutus aurinkokuntaan. Tämä magnetoidun kaasun höyry täyttää sisäisen aurinkokunnan, vuorovaikutuksessa magneettikenttien, ilmakehän ja jopa planeettojen pintojen kanssa. Täällä maan päällä se on vastuussa Aurora Borealisista ja Australisista, ja se voi toisinaan myös torjua satelliitteja ja sähköjärjestelmiä.
Aiemmat tehtävät ovat saaneet tutkijat uskomaan, että korona edistää prosessia, joka kiihdyttää aurinkotuulta niin suurille nopeuksille. Kun nämä varautuneet hiukkaset poistuvat auringosta ja kulkevat koronan läpi, niiden nopeus käytännössä kolminkertaistuu. Siihen mennessä, kun aurinkotuuli saavuttaa sen mittaamisesta vastaavan avaruusaluksen - 148 miljoonaa km (92 miljoonaa mailia) auringosta -, sillä on runsaasti aikaa sekoittaa muiden avaruuden hiukkasten kanssa ja menettää osa sen määrittelevistä ominaisuuksista.
Parker Solar Probe pystyy pysäköimään niin lähellä aurinkoa mittaamaan auringon tuulen juuri muodostuessaan ja poistuessaan koronasta, jolloin saadaan kaikkien aikojen tallennetut auringon tuulen mittaukset. Näkökulmasta Auringon napojen yläpuolella Solar Orbiter täydentää Parker Solar Probe: n tutkimusta aurinkotuulista näkemällä, kuinka aurinkotuulen rakenne ja käyttäytyminen vaihtelevat eri leveysasteilla.
Tämän ainutlaatuisen kiertoradan avulla aurinko kiertäjä voi myös tutkia Auringon magneettikenttiä, koska osa Auringon mielenkiintoisimmista magneettisista aktiviteeteista on keskittynyt napoihin. Tämä magneettikenttä on kauaskantoinen suurelta osin auringon tuulen takia, joka ulottuu ulospäin muodostaen magneettikuplan, jota kutsutaan heliosfääriksi. Heliosfäärin sisällä aurinkotuulilla on voimakas vaikutus planeettojen ilmapiireihin ja sen läsnäolo suojaa sisäplanetteja galaktisilta säteilyiltä.
Tästä huolimatta ei ole vielä täysin selvää, kuinka Auringon magneettikenttä syntyy tai rakentuu syvälle Auringon sisälle. Mutta ottaen huomioon sijaintinsa, aurinko Orbiter pystyy tutkimaan ilmiöitä, jotka voivat johtaa parempaan ymmärrykseen siitä, kuinka Auringon magneettikenttä syntyy. Näitä ovat aurinkokeilat ja koronan massan ejektiot, jotka johtuvat napojen ympärillä olevien magneettikentien aiheuttamasta vaihtelevuudesta.
Tällä tavalla Parker Solar Probe ja Solar Orbiter ovat ilmaisia tehtäviä, jotka opiskelevat aurinkoa eri näkökulmasta ja auttavat parantamaan tietämystämme auringosta ja heliosfääristä. Prosessissa ne tarjoavat arvokasta tietoa, joka voi auttaa tutkijoita ratkaisemaan aurinkoomme jo pitkään joutuneita kysymyksiä. Tämä voisi auttaa laajentamaan tietämystämme muista tähtijärjestelmistä ja ehkä jopa vastaamaan elämän alkuperää koskeviin kysymyksiin.
Kuten NASA Goddardin Parker Solar Probe -operaation tutkija Adam Szabo selitti:
”On kysymyksiä, jotka ovat häirinneet meitä jo pitkään. Yritämme salata, mitä tapahtuu lähellä aurinkoa, ja ilmeinen ratkaisu on vain mennä sinne. Emme voi odottaa - ei vain minä, vaan koko yhteisö. ”
Ajan myötä ja tarvittavien edistyneiden materiaalien kehittämisen avulla voimme jopa lähettää koettimet aurinkoon. Mutta siihen asti siihen saakka nämä tehtävät edustavat tähän mennessä kunnianhimoisimpia ja rohkeimpia pyrkimyksiä tutkia aurinkoa. Kuten monien muiden rohkeiden aurinkojärjestelmäämme tutkivien aloitteiden kohdalla, heidän saapumisensa eivät voi tulla riittävän pian!
