В NASA сообщили, что 12 февраля один из приборов солнечного зонда Parker Solar Probe был преждевременно отключен системой автономного управления космического аппарата. Отключение можно считать аварийным, поскольку оно случилось в момент загрузки очередного обновления бортового программного обеспечения. Инженеры обещают, что прибор начнёт работу до начала нового сближения зонда с Солнцем 12 марта.

Источник изображения: NASA

Система безопасности зонда отключила прибор EPI-Hi, отвечающий за сбор данных о высокоэнергетических частицах в солнечном ветре и короне Солнца. Детальный анализ происшествия показал, что отключение произошло до полной загрузки нового патча. Само обновление было плановым и проводилось по заранее составленному расписанию.

Самое неприятное, что попытку запуска прибора пришлось отложить на несколько недель. Текущее расположение зонда по отношению к Солнцу и активность звезды препятствуют установлению хорошей связи, без чего нет гарантии гладкого проведения диагностических и восстановительных процедур. Ожидается, что прибор EPI-Hi вернётся к штатной работе задолго до 12 марта, чтобы не пропустить момент 15-го близкого пролёта рядом с Солнцем.

Предыдущее 14-е сближение с Солнцем зонд Parker Solar Probe совершил 11 декабря 2022 года. Миссия рассчитана на 24 сближения зонда со звездой. После этого зонд прекратит своё существование, упав на Солнце в 2024 году. Собранные зондом данные дают возможность лучше понять физику процессов, происходящих в недрах звезды. Это уточнит модели и улучшит прогнозирование опасных для земной космонавтики явлений, от выбросов коронарной массы до ударов высокоэнергетическими частицами.

Мощная вспышка класса X1.1 была зарегистрирована на Солнце в субботу, 11 февраля. Достигнув пика в 18:48 по московскому времени, она вызвала перебои в работе радиосвязи над территорией Южной Америки. Об этом сообщил Центр прогнозирования космической погоды (SWPC) США, подведомственный Национальному управлению океанических и атмосферных исследований (NOAA).

Источник изображения: NASA

Сообщается, что источником вспышки стало солнечное пятно AR3217, в результате, инцидент отразился на качестве связи в диапазонах 3–30 МГц на территории южноамериканского континента и его окрестностей. По некоторым данным, в дальнейшем не исключены дополнительные вспышки, пятно движется по поверхности Солнца.

Солнечные вспышки представляют собой крупные выбросы заряженных частиц разной интенсивности. Если вспышки A-класса и C-класса малозаметны и почти не оказывают воздействия на Землю, то вспышки M-класса усиливают интенсивность полярных сияний, а вспышки X-класса являются самым сильным типом. Сильнейшая вспышка X-класса (X28) была зарегистрирована в 2003 году — она привела к перегрузке датчиков, отслеживавших её интенсивность.

Американский космический телескоп NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) показал изображения Солнца, недоступные человеческому глазу — он зафиксировал несколько источников высокоэнергетического рентгеновского излучения в атмосфере звезды.

Изображение, составленное из снимков NuSTAR, XRT и SDO. Источник изображений: nasa.gov

Телескоп NuSTAR отправился в космос более десяти лет назад для изучения объектов за пределами солнечной системы — схлопнувшихся звёзд и массивных чёрных дыр, хотя и при наблюдениях за Солнцем он тоже оказался полезным. Аппарат отличает относительно небольшое поле зрения, из-за которого он не может захватить звезду целиком, поэтому полный снимок Солнца в реальности был составлен из 25 изображений, сделанных в июне 2022 года.

Снимок, сделанный NuSTAR

Совместно с ним опубликованы снимки, сделанные рентгеновским телескопом XRT на японском спутнике «Хинодэ», а также американской космической Обсерваторией солнечной динамики (SDO). Зафиксированное NuSTAR высокоэнергетическое рентгеновское излучение проявилось лишь на нескольких местах в атмосфере Солнца, тогда как доступное «Хинодэ» низкоэнергетическое рентгеновское и снятое SDO ультрафиолетовое присутствуют по всей поверхности звезды.

Снимки, сделанные NuSTAR (синий), XRT (зелёный) и SDO (красный)

Исследование, вероятно, поможет учёным разобраться, почему температура внешней части атмосферы Солнца — его короны — достигает миллиона градусов, то есть в 100 раз выше, чем на поверхности. Солнечное тепло исходит из его ядра и распространяется наружу, не давая исследователям покоя — это как если бы воздух вокруг костра вдруг стал в 100 раз горячее самого пламени.

Одним из вероятных объяснений считаются так называемые нановспышки, которые происходят намного чаще обычных «полномасштабных» вспышек — обычных не хватило бы для поддержания высокой температуры в короне. Отдельные нановспышки слишком слабы, чтобы их можно было обнаруживать в ярком солнечном свете, а полученная NuSTAR картина может указывать на большое их количество близко друг к другу. Возможно, теперь учёные поймут, как часто они происходят и как выделяют энергию.

Несколько дней назад учёные наблюдали, как часть протуберанца на Солнце как бы «откололась» и начала вращаться в районе северного полюса звезды, как если бы это был гигантский атмосферный вихрь. В настоящее время учёные не могут объяснить столь необычное явление.

Источник изображения: NOAA Satellites / Public domain / Wikimedia Commons

«Поговорим о полярном вихре! Часть северного протуберанца только что оторвалась от главной нити и теперь циркулирует в массивном полярном вихре вокруг северного полюса нашей звезды. Последствия для понимания динамики атмосферы Солнца выше широты в 55° невозможно переоценить!», — написала космический синоптик Тамита Сков (Tamitha Skov) и опубликовала видео события в Twitter.

Учёным известно, что солнечные протуберанцы представляют собой сравнительно плотные плазменные образования на краю диска Солнца или его тёмных пятнах, которые состоят из водорода и гелия. Как правило, протуберанцы извергаются, когда структура становится нестабильной и вырывается наружу, высвобождая плазму.

Скотт Макинтош (Scott McIntosh) из Национального центра атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, сообщил, что ему ещё не приходилось видеть ничего подобного ранее. При этом он отметил, что «что-то странное происходит на 55-градусной широте Солнца один раз в каждый солнечный цикл». Напомним, солнечный цикл охватывает наиболее заметный период активности звезды длительностью в 11 лет. Северный протуберанец образуется каждый раз в одном и том же месте, однако прежде учёные не замечали, чтобы он превращался в атмосферный вихрь.

«Один раз в каждом солнечном цикле он [северный протуберанец] формируется на 55-градусной широте и начинает двигаться к солнечным полюсам. Это очень любопытно. Вокруг этого явления возникает всё больше вопросов "почему". Почему он движется к полюсу только один раз, а затем исчезает, а затем волшебным образом появляется вновь три или четыре года спустя точно в том же районе?», — заявил Макинтош.

Учёные предполагают, что образование вихря связано с изменением направления магнитного поля Солнца на противоположное. Также отмечается важность полярной области в процессе формирования магнитного поля, но точные причины возникновения необычного вихря остаются неизвестными.

Команда учёных, управляющих космическим аппаратом SOHO (Solar and Heliospheric Observatory — «Обсерватория Солнца и гелиосферы»), отслеживает движение нестандартной кометы под именем Комета Макхольца 1 (96P/Machholz) размером около 6 км. Предположительно она прилетела из другой звёздной системы и недавно приблизилась к Солнцу.

Комета Макхольца 1 (96P/Machholz). Источник изображения: nasa.gov

Хвосты комет в основном состоят из газа, который просачивается через ледяные глыбы под воздействием солнечного излучения. В 2008 году было установлено, что данный объект содержит менее 1,5 % от ожидаемого уровня циана (CN)₂ и имеет низкое содержание углерода — учёные сделали вывод, что комета прилетела из другой звёздной системы. Возможно, по мере приближения к Солнцу она приоткроет и другие свои тайны.

Комету в 1986 году открыл американский астроном-любитель Дональд Макхольц (Donald Machholz) с помощью самодельного картонного телескопа. Большинство летящих по направлению к Солнцу комет не превышает по диаметру и 10 м, и все они сгорают по мере приближения к звезде. Но гигантский размер кометы Макхольца 1, видимо, защищает её от полного испарения, и с момента запуска SOHO она совершила уже пять близких проходов около Солнца, а 31 января она оказалась в три раза ближе к звезде, чем Меркурий.

Одни учёные предполагают, что комету выбила из «родной» звёздной системы гравитация какой-то гигантской планеты. Она долго блуждала по космосу, пока случайное сближение с Юпитером не изменило её траекторию и не заманило её в гравитационную ловушку, направив в сторону Солнца. Согласно другой гипотезе, комета Макхольца 1 могла сформироваться и в малоизученных областях Солнечной системы, а циана лишилась когда подходила близко к звезде.

С момента своего запуска в декабре 1995 года аппарат SOHO обнаружил более 3000 комет, хотя основная его миссия состоит в наблюдении за солнечными вспышками, способными вызывать на Земле геомагнитные бури. При достаточной мощности они теоретически могут обрушить на Землю спутники или даже вывести из строя интернет.

На прошлой неделе Ревизионная комиссия NASA (SRB) провела критический обзор конструкции (CDR) зонда IMAP, который будет изучать гелиопаузу Солнца — область замедления и смешения частиц солнечного ветра и межзвёздного вещества, то есть границ Солнечной системы. Обзор был проведён на уровне всей миссии и включал оценку всех инструментов и подсистем. Тем самым миссия IMAP получила добро на дальнейшую реализацию и шанс на запуск в космос в 2025 году.

Солнечная система в окружении гелиосферы. Источник изображения: NASA

Зонд IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) создаст карту границ гелиосферы — пузыря, надуваемого солнечным ветром, и окружающего Солнце и все планеты нашей системы. Зонд будет изучать границы этого пузыря — гелиопаузу, на которой солнечный ветер сталкивается с межзвёздным веществом и замедляется. Зонд исследует это взаимодействие, как и выйдет за его пределы, насколько это ему позволят приборы на борту.

Зонд IMAP будет нести десять приборов, которые разрабатывают научные учреждения по всему миру. Обычно детальная проработка компонентов и приборов стартует после процедуры критического обзора конструкции, но в этот раз проектирование приборов и полётных моделей, а также частей конструкции началось задолго до заседания Ревизионной комиссии NASA. Возможно, это связано с неким запаздыванием по планам работ, поскольку миссия планировалась к запуску в 2024 году и теперь вышла за рамки этого расписания.

Зонд IMAP будет нести три группы приборов. Одна группа будет изучать явления на Солнце, другая займётся анализом солнечного ветра вблизи звезды и в окружающем пространстве, а третья группа научного оборудования займётся изучением высокоэнергетических нейтральных атомов. Именно последние рождаются в области гелиопаузы и несут информацию о процессах в пограничных областях гелиосферы.

Обычно атомы заряжены положительно, но их ядра могут на лету присоединять отрицательно заряженные электроны и от этого становиться нейтральными по заряду не снижая скорости. Подобные процессы происходят в магнитосферах планет, но гелиопауза это тоже в некотором роде магнитосфера, только Солнечной системы. Зонд IMAP будет улавливать такие частицы и собирать по ним информацию: скорость, энергию, направление и другое, что поможет узнать о процессах, происходящих на расстояниях до 120 а.е. от Солнца.

Зонд IMAP не полетит на границу гелиосферы. На это путь у него уйдут десятки лет. Аппарат будет выведен в точку Лагранжа L₁, откуда Солнце перед ним будет лежать как на ладони и всегда открытым для наблюдений. Зонд сразу же включится в научную работу и ценная информация не заставит себя ждать.

Центр космических полётов Годдарда Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США опубликовал видео длиной почти в час, которое демонстрирует 133 дня жизни Солнца. В этот ролик включены изображения, полученные с помощью Обсерватории солнечной динамики (SDO), которая была запущена в космос в 2010 году.

Источник изображения: NASA / Goddard Space Flight Center / SDO

Основой видео стали изображения, сделанные с помощью камеры SDO в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне с интервалом 108 секунд. Аппарат располагается на геостационарной орбите высотой 22 тыс. км от поверхности Земли. Солнце делает полный оборот вокруг своей оси за 27 дней, благодаря чему обсерватория может фиксировать постоянные изменения, происходящие на поверхности звезды.

Вместе с этим аппарат исследует внутреннюю часть светила, его магнитное поле и горячую плазму в солнечной короне. Ежедневно SDO делает около 70 тыс. изображений, а общий объём собранных с помощью обсерватории данных составляет около 1,5 Тбайт. Космический аппарат помог учёным создать самый большой набор данных о Солнце.

Представленное видео наглядно демонстрирует изменения, которые непрерывно происходят на поверхности Солнца. Благодаря SDO мы можем видеть огромные петли плазмы, изгибающиеся вдоль силовых линий магнитного поля звезды. Также на видео можно увидеть солнечные вспышки, которые сопровождаются выбросом плазмы. Любопытно, что основная миссия SDO закончилась ещё в 2015 году, но NASA продлило срок службы аппарата до 2030 года, поскольку обсерватория может оказаться весьма полезной для дальнейшего изучения Солнца.

Обсерватория солнечной динамики NASA сообщила, что 6 января на Солнце произошла вспышка экстремальной интенсивности, пик которой пришёлся на 03:57 мск. Поток излучения поразил всю освещённую Солнцем часть Земли, что сказалось на качестве высокочастотной радиосвязи. Коронального выброса массы в этот раз не наблюдалось, но интенсивность света и излучения в других диапазонах превзошла предыдущие в нынешнем цикле солнечной активности.

Источник изображения: NASA

Сейчас Солнце находится в первой половине 25-цикла активности, пик которой ещё не пройден. Пиковые значения ожидаются к середине 2024 года или в начале 2025 года. Но даже сейчас вспышки уходят в класс экстремальных по силе. Зарегистрированная вчера вспышка в левой части Солнца была классифицирована как X1.2. В классификации пять категорий от слабых до экстремальных событий — A, B, C, M и X — и по десять градаций в каждом классе. Зарегистрированная вчера вспышка класса X1.2 относится к экстремальным, но находится в нижней части шкалы внутри своего класса.

За время наблюдения за Солнцем самая максимальная по интенсивности вспышка наблюдалась в 2003 году. Её индекс далеко вышел за принятую классификацию и достиг значения X28. Во время этого события в нескольких штатах США было полное отключение энергосетей и отмечались проблемы с радиосвязью.

В то же время самая большая опасность в таких ситуациях грозит космонавтам на орбите и спутникам. Поэтому сегодня изучению Солнца и космической погоде уделяется очень и очень много внимания. Человечество намерено выйти за пределы орбиты Луны, где магнитное поле Земли перестанет защищать его от солнечной радиации. Без чёткого понимания обстановки в космосе это будет опасным занятием.