Quase um ano e meio em sua missão, A Parker Solar Probe retornou gigabytes de dados sobre o Sol e sua atmosfera. Após o lançamento da primeira ciência da missão, cinco pesquisadores apresentaram novas descobertas da Parker Solar Probe na reunião de outono da American Geophysical Union em 11 de dezembro, 2019. A pesquisa dessas equipes indica os processos por trás do fluxo contínuo de material do Sol - o vento solar - e tempestades solares mais raras que podem interromper a tecnologia e colocar em perigo os astronautas, junto com uma nova visão da poeira espacial que cria a chuva de meteoros Geminidas.

O jovem vento solar

O vento solar carrega o campo magnético do Sol com ele, moldar o clima espacial em todo o sistema solar à medida que flui do Sol a cerca de um milhão de milhas por hora. Alguns dos principais objetivos científicos da Parker Solar Probe são localizar os mecanismos que enviam o vento solar para o espaço em velocidades tão altas.

Uma pista está nas perturbações do vento solar que podem apontar para os processos que aquecem e aceleram o vento. Essas estruturas - bolsões de material relativamente denso - foram vislumbradas em dados de missões anteriores que duraram décadas. Eles são várias vezes o tamanho de todo o campo magnético da Terra, que se estende por dezenas de milhares de quilômetros no espaço - o que significa que essas estruturas podem comprimir o campo magnético da Terra em uma escala global quando colidem com ele.

"Quando as estruturas do vento solar atingem a Terra, eles podem conduzir a dinâmica na magnetosfera da Terra, incluindo precipitação de partículas dos cinturões de radiação da Terra, "disse Nicholeen Viall, um cientista espacial do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, que apresentou novas descobertas sobre estruturas eólicas solares da Parker Solar Probe na reunião da AGU. A precipitação de partículas pode causar uma série de efeitos, como disparar a aurora e interferir nos satélites.

Perto do Sol, A Parker Solar Probe fez medições melhores do que nunca dessas estruturas eólicas solares, usando ambos os imageadores para tirar fotos de longe e instrumentos in situ para medir as estruturas à medida que elas passam sobre a espaçonave. Para obter uma imagem mais completa dessas estruturas eólicas solares, Viall deu um passo adiante, combinando observações de Parker, satélites perto da Terra, e a espaçonave STEREO-A da NASA para examinar essas estruturas de vários ângulos.

STEREO-A carrega um instrumento chamado coronógrafo, que usa um disco sólido para bloquear a luz brilhante do Sol, permitindo que a câmera capture imagens da atmosfera exterior relativamente tênue, a corona. Do seu ponto de vista a cerca de 90 graus da Terra, O STEREO-A podia ver as regiões da coroa por onde Parker estava voando - permitindo que Viall combinasse as medições de uma maneira inovadora e obtivesse uma visão melhor das estruturas do vento solar conforme elas fluíam do sol. Ao lado das imagens da Parker Solar Probe, os cientistas agora têm uma visão melhor das perturbações magnéticas do vento solar.

Os instrumentos de Parker também estão lançando uma nova luz sobre os processos invisíveis do vento solar, revelando um sistema surpreendentemente ativo perto do sol.

"Nós pensamos no vento solar - como o vemos perto da Terra - como muito suave, mas Parker viu um vento surpreendentemente lento, cheio de pequenas explosões e jatos de plasma, "disse Tim Horbury, um pesquisador líder em instrumentos FIELDS da Parker Solar Probe com base no Imperial College London.

Horbury usou dados dos instrumentos FIELDS da Parker Solar Probe - que medem a escala e a forma dos campos elétricos e magnéticos perto da espaçonave - para examinar em detalhes um evento particularmente estranho:"ziguezagues magnéticos", "aglomerados repentinos de eventos quando o campo magnético solar se curva sobre si mesmo, descrito pela primeira vez com os resultados iniciais da Parker Solar Probe em 4 de dezembro, 2019.

A origem exata dos ziguezagues não é certa, mas podem ser assinaturas do processo que aquece a atmosfera externa do Sol, a coroa, a milhões de graus, centenas de vezes mais quente do que a superfície visível abaixo. A causa desse salto contra-intuitivo na temperatura é uma questão de longa data na ciência solar - conhecida como o mistério do aquecimento coronal - e está intimamente relacionada a questões sobre como o vento solar é energizado e acelerado.

"Achamos que os ziguezagues provavelmente estão relacionados às liberações de energia energética individual no Sol - o que chamamos de jatos, "disse Horbury." Se estes são jatos, deve haver uma grande população de pequenos eventos acontecendo no Sol, então eles contribuiriam com uma grande fração da energia total do vento solar. "

Uma olhada nas tempestades solares

Junto com o vento solar, o Sol também libera nuvens discretas de material chamadas ejeções de massa coronal, ou CMEs. Mais denso e às vezes mais rápido que o vento solar, CMEs também podem desencadear efeitos do clima espacial na Terra, ou causar problemas para os satélites em seu caminho.

Os CMEs são notoriamente difíceis de prever. Alguns deles simplesmente não são visíveis da Terra ou do STEREO-A - as duas posições onde temos instrumentos capazes de ver CMEs de longe - porque eles irrompem de partes do Sol fora do campo de visão de ambas as espaçonaves. Mesmo quando são avistados por instrumentos, nem sempre é possível prever quais CMEs irão perturbar o campo magnético da Terra e desencadear os efeitos do clima espacial, como a estrutura magnética dentro da nuvem de material desempenha um papel crucial.

Nossa melhor chance de entender as propriedades magnéticas de qualquer CME depende de localizar a região do Sol a partir da qual o CME explodiu - o que significa que um tipo de erupção chamado CME stealth representa um desafio único para os meteorologistas espaciais.

Stealth CMEs são visíveis em coronógrafos - instrumentos que olham apenas para a atmosfera externa do Sol - mas não deixam assinaturas claras de sua erupção em imagens do disco do Sol, tornando difícil determinar de onde, exatamente, eles decolaram.

Mas durante o primeiro sobrevôo solar da Parker Solar Probe em novembro de 2018, a espaçonave foi atingida por um desses CMEs furtivos.

"Voando perto do Sol, A Parker Solar Probe tem uma chance única de ver jovens CMEs que não foram processados ​​por viajar dezenas de milhões de quilômetros, "disse Kelly Korreck, chefe de operações científicas para os instrumentos SWEAP da Parker, baseado no Smithsonian Astrophysical Observatory em Cambridge, Massachusetts. "Esta foi a primeira vez que pudemos colocar nossos instrumentos dentro de uma dessas ejeções de massa coronal que fica perto do Sol."

Em particular, Korreck usou dados dos instrumentos FIELDS e SWEAP da Parker para obter um instantâneo da estrutura interna do CME. SWEAP, os instrumentos de vento solar da missão, mede características como velocidade, temperatura, e densidades de elétrons e prótons do vento solar. Essas medições não fornecem apenas uma das primeiras visões dentro de um CME tão perto do Sol, mas eles podem ajudar os cientistas a aprender a rastrear CMEs furtivos de volta às suas fontes.

Outro tipo de tempestade solar consiste em partículas extremamente energéticas movendo-se perto da velocidade da luz. Embora muitas vezes relacionado a explosões de CME, essas partículas estão sujeitas a seus próprios processos de aceleração - e se movem muito mais rápido do que CMEs, chegando à Terra e à espaçonave em questão de minutos. Essas partículas podem danificar a eletrônica do satélite e colocar os astronautas em perigo, mas sua velocidade os torna mais difíceis de evitar do que muitos outros tipos de clima espacial.

Essas explosões de partículas, muitas vezes, Mas não sempre, acompanhar outros eventos solares, como erupções e CMEs, mas prever quando eles farão uma aparição é difícil. Antes que as partículas atinjam velocidades próximas à da luz, o que as torna perigosas para as espaçonaves, eletrônica e astronautas, eles passam por um processo de energização de vários estágios - mas a primeira etapa neste processo, perto do Sol, não foi observada diretamente.

Como Parker Solar Probe viajou para longe do Sol em abril de 2019, após seu segundo encontro solar, a espaçonave observou o maior evento de partícula ainda energética visto pela missão. Medições pelo conjunto de instrumentos de partículas energéticas, IS? IS, preencheu um elo que faltava nos processos de energização de partículas.

"As regiões na frente das ejeções de massa coronal acumulam material, como limpadores de neve no espaço, e acontece que esses 'limpadores de neve' também acumulam material de erupções solares lançadas anteriormente, "disse Nathan Schwadron, um cientista espacial da Universidade de New Hampshire em Durham.

Compreender como as explosões solares criam populações de partículas de sementes que alimentam eventos de partículas energéticas ajudará os cientistas a prever melhor quando tais eventos podem acontecer, junto com a melhoria dos modelos de como eles se movem no espaço.

Impressões digitais de asteróide

Os instrumentos WISPR da Parker Solar Probe são projetados para capturar imagens detalhadas da fraca corona e do vento solar, mas eles também pegaram outra estrutura difícil de ver:a 60, Trilha de poeira de 000 milhas de largura seguindo a órbita do asteróide Phaethon, que criou a chuva de meteoros dos Geminídeos. Em 2019, a chuva de meteoros Geminidas atinge seu pico na noite de 13 a 14 de dezembro.

Este rastro de grãos de poeira apimenta a atmosfera da Terra quando nosso planeta se cruza com a órbita de Phaethon em dezembro, queimando e produzindo o show espetacular que chamamos de Geminidas. Embora os cientistas saibam há muito tempo que Phaethon é o pai dos Geminídeos, ver a trilha de poeira real não foi possível até agora. Extremamente fraco e muito perto do Sol no céu, nunca foi captado por nenhum telescópio anterior, apesar de várias tentativas - mas WISPR foi projetado para ver estruturas fracas perto do sol. A primeira visão direta do WISPR da trilha de poeira forneceu novas informações sobre suas características.

"Calculamos uma massa da ordem de um bilhão de toneladas para toda a trilha, o que não é tanto quanto esperaríamos para as geminidas, mas muito mais do que Phaethon produz perto do Sol, "disse Karl Battams, um cientista espacial do Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA em Washington, D.C. "Isso implica que o WISPR está vendo apenas uma parte da corrente Geminídea - não a coisa inteira - mas é uma parte que ninguém jamais viu ou mesmo soube que estava lá, então isso é muito emocionante! "

Com três órbitas sob seu cinto, A Parker Solar Probe continuará sua exploração do Sol ao longo de 21 sobrevoos solares progressivamente mais próximos. A próxima mudança de órbita ocorrerá durante o sobrevôo de Vênus em 26 de dezembro, trazendo Parker a cerca de 11,6 milhões de milhas da superfície do Sol para sua próxima aproximação do Sol em 29 de janeiro, 2020. Com medições diretas deste ambiente nunca antes medido - mais perto do Sol do que nunca - podemos esperar aprender ainda mais sobre esses fenômenos e descobrir questões inteiramente novas.