Новый космический телескоп призван разгадать главную солнечную загадку.
Новый эксперимент будет исследовать область Солнца, которую трудно увидеть с поверхности Земли. Солнечная корона — неуловимая жемчужно-белая область солнечной атмосферы, которая ненадолго видна во время полного солнечного затмения — обычно затоплена ослепляющим солнцем. Теперь Корональный диагностический эксперимент (CODEX) будет использовать коронограф для создания «искусственного солнечного затмения» для исследования плохо изученной области средней короны солнечной атмосферы.
CODEX был запущен на этой неделе как часть грузового манифеста на грузовом корабле SpaceX Cargo Dragon миссии CRS-31. CRS-31 прибыл на МКС и пристыковался в передовом порту станции «Гармония» 5 ноября.
CODEX — это партнерство Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, Итальянского национального института астрофизики (INAE) и KASI (Корейского института астрономии и космических наук). Техническую экспертизу проекта предоставила Исследовательская лаборатория ВМС США (NRL).
CODEX будет установлен на логистической площадке 3 EXPRESS (ELC-3) на МКС.
Зачем использовать коронографы?
Коронографы работают, закрывая солнце крышкой. Диск, используемый в CODEX, имеет ширину примерно с апельсин. Хотя коронографы могут работать на Земле, размещение их в космосе — простой способ устранить нежелательный свет из-за атмосферного рассеяния.
Крайне важно нацелиться на центральную область короны, поскольку считается, что она является источником солнечного ветра. Но что на самом деле повышает температуру в этом регионе? горячее чем поверхность под ним? Это увеличение составляет порядка миллиона градусов по сравнению с 6000 градусами Цельсия для солнечной фотосферы. Тот же неизвестный процесс ускоряет частицы до огромных скоростей, превышающих миллион километров в час.
CODEX пытается решить эту дилемму и будет измерять доплеровские сдвиги заряженных частиц на четырех отфильтрованных длинах волн. Прибор должен центрировать и отслеживать Солнце со своего места за пределами МКС. Для этого это должно происходить на орбите Земли один раз в 90 минут. CODEX сможет видеть Солнце примерно половину времени, хотя времена года вблизи обоих солнцестояний обеспечивают почти непрерывную видимость.
CODEX будет работать с солнечным зондом Паркер НАСА и солнечным орбитальным аппаратом ЕКА (SolO) для изучения этой дилеммы нагрева короны. Кроме того, он также присоединится к солнечным гелиосферным коронографам (SOHO) LASCO C2 и C3 в космосе. Еще одним новым коронографом в космосе является CCOR-1 (Компактный коронограф) Национального управления океанических и атмосферных исследований, расположенный на борту спутника GOES-19 на геостационарной орбите.
Загадка солнечного ветра
«CODEX измеряет температуру, скорость и плотность плазмы вокруг всей короны в диапазоне от 3 до 10 солнечных радиусов и будет измерять, как эти параметры меняются с течением времени, обеспечивая новые ограничения для всех теорий нагрева короны», — сказала Нихолин Виалл (GFSC-Solar). Физическая лаборатория). ) сказал Вселенная сегодня. «Parker Solar Probe измеряет эти параметры плазмы в верхней короне (в пределах 10 радиусов Солнца) очень подробно, но делает эти измерения на месте (из места в пространстве и времени) и только в течение короткого периода времени, насколько близко к Солнцу».
Цель CODEX — предоставить целостное представление об активности солнечного ветра. «Напротив, CODEX предоставляет глобальное представление и контекст этих параметров плазмы и их эволюции», — говорит Виалл. «Кроме того, CODEX расширяет измерения гораздо ближе к Солнцу, чем солнечный зонд Паркер (PSP), связывая подробные измерения, выполненные на PSP на расстоянии 10 солнечных радиусов через центральную корону, до примерно 3 солнечных радиусов ближе к ее источнику. Это важно, потому что большая часть нагрева короны уже произошла на расстоянии 10 солнечных радиусов, где измеряется PSP».
Двойная тайна
Две теории соперничают между собой, пытаясь объяснить тайну солнечного отопления. Первый утверждает, что запутанные магнитные поля преобразуются в тепловую энергию. Они, в свою очередь, передаются в корону в виде всплесков энергии. Другой говорит, что колебания, известные как альфвеновские волны, передают энергию в нижнюю корону по своего рода петле обратной связи.
«Solar Orbiter оснащен устройством формирования изображений EUV (экстремального ультрафиолета) и белого света, которое можно использовать для связи измерений CODEX с их источниками на Солнце», — говорит Виалл.
Понимание этого региона и источника солнечного ветра имеет решающее значение для прогнозирования космической погоды. Это особенно важно, когда Солнце посылает в нашем направлении сильные выбросы коронной массы. Они могут не только вызывать полярные сияния на низких широтах, но также влиять на связь и представлять опасность для спутников и астронавтов в космосе.
«CODEX похож на все коронографы тем, что они блокируют свет из фотосферы, чтобы увидеть гораздо более слабую корону», — говорит Виалл. Поле зрения CODEX совпадает с коронографами SOHO и CCOR, но отличается от них. Но самая большая разница заключается в том, что в CODEX есть специальные фильтры, которые могут измерять температуру и скорость солнечного ветра в дополнение к измерениям плотности, которые всегда проводят коронографы белого света».
Прошлое (и будущее) коронографов в космосе
Кроме того, существует также история коронографов на борту космических станций. Это восходит к коронографу белого света на борту «Скайлэба» в начале 1970-х годов.
В будущем в космос полетит еще больше коронографов. Аппарат ЕКА для наблюдения за Солнцем Proba-3 будет запущен в конце ноября. В рамках миссии «Проба-3» получит первый свободно летающий диск затемнения. PUNCH (Поляриметр для объединения короны и гелиосферы) будет иметь четыре орбитальных микроспутниковых аппарата. Миссия стартует в начале следующего года вместе с миссией НАСА SPHEREx.
«PUNCH — это коронограф белого света и серия гелиосферных формирователей, которые вместе отображают изображения шести солнечных радиусов через внутреннюю гелиосферу», — говорит Виалл. PUNCH сможет наблюдать за структурами, которые CODEX идентифицирует, по мере их развития и модуляции в гелиосфере».
Наконец, астрономы также могут использовать инструменты типа коронографа для прямого изображения экзопланет. Таким инструментом будет космический телескоп «Роман Нэнси Грейс» (запуск запланирован на 2027 год).
Будет интересно увидеть CODEX в действии, поскольку он исследует тайны солнечного ветра.
