Faz 124 dias desde que o Parker Solar Probe foi lançado e várias semanas desde que ele se aproximou mais que qualquer espaçonave já fez de uma estrela. Agora, os cientistas estão colocando as mãos nos dados de uma abordagem mais próxima. Quatro pesquisadores na recente reunião da União Geofísica Americana em Washington, DC compartilharam o que esperam poder aprender com a sonda. Eles esperam que os dados da Parker Solar Probe os ajudem a responder a perguntas de décadas sobre o Sol, sua coroa e o vento solar.
Os cientistas que estudam o Sol esperam isso há muito tempo, e a espera valeu a pena.
“Os heliofísicos esperam mais de 60 anos para que uma missão como essa seja possível. Os mistérios solares que queremos resolver estão esperando na coroa. - Nicola Fox, diretor da Divisão de Heliofísica na sede da NASA.
A emoção está presente na primeira fase do encontro solar do PSP. De 31 de outubro a 11 de novembro de 2018, a Parker Solar Probe concluiu a primeira fase de encontro solar, acelerando a atmosfera externa do Sol - a coroa - e coletando dados sem precedentes com quatro conjuntos de instrumentos de ponta. O PSP orbitará o Sol 24 vezes, durante 24 fases de encontro solar. Durante a missão, a sonda usará 7 sobrevôos auxiliares da gravidade de Vênus para diminuir gradualmente sua órbita ao redor do Sol.
Cada fase do encontro solar ocorre quando a sonda está a 0,25 UA do Sol e, durante esse período, os instrumentos científicos coletam dados. A sonda será exposta a calor e radiação extremos durante esse período e não poderá se comunicar. Somente uma vez que sai de cada fase, ele pode enviar seus dados de volta à Terra para que os heliofísicos ponderem.
“A Parker Solar Probe está nos fornecendo as medidas essenciais para entender os fenômenos solares que nos intrigam há décadas.” - Nour Raouafi, cientista do projeto PSP, JHU / APL.
A primeira fase do encontro solar está concluída e, embora a missão ainda tenha muito trabalho a fazer, os cientistas da Parker compartilharam um pouco do que esperam aprender da missão na União Geofísica Americana, em Washington DC.
Quando a missão PSP foi projetada, os cientistas queriam abordar três questões importantes sobre heliofísica:
- Como a atmosfera externa do Sol, a coroa, é aquecida a temperaturas cerca de 300 vezes mais altas que a superfície visível abaixo?
- Como o vento solar é acelerado tão rapidamente às altas velocidades que observamos?
- Como algumas das partículas mais energéticas do Sol fogem do Sol a mais da metade da velocidade da luz?
"A Parker Solar Probe está nos fornecendo as medidas essenciais para entender os fenômenos solares que nos intrigam há décadas", disse Nour Raouafi, cientista do projeto Parker Solar Probe no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, em Laurel, Maryland. "Para fechar o link, é necessária uma amostragem local da coroa solar e do jovem vento solar, e a Parker Solar Probe está fazendo exatamente isso."
Nenhuma espaçonave jamais esteve tão próxima do Sol quanto a PSP, então os cientistas não sabem exatamente o que esperar dos dados. Eles sabem o que esperam aprender, mas não podem ter certeza.
"Não sabemos o que esperar tão perto do Sol até obtermos os dados e provavelmente veremos novos fenômenos", disse Raouafi. "Parker é uma missão de exploração - o potencial para novas descobertas é enorme."
Relatórios do PSP sugerem que a primeira fase científica capturou dados de qualidade. Isso se deve em parte ao sobrevôo de Vênus, quando a sonda conseguiu fazer algumas medições do planeta, verificando se os instrumentos estavam funcionando. Alguns dados da primeira fase científica foram baixados, mas os heliofísicos terão que esperar para colocar suas mãos em tudo. Devido aos desafios no perfil da missão, alguns dos dados científicos desse encontro não serão transmitidos até o segundo encontro solar da missão em abril de 2019.
A Parker Solar Probe não é a única sonda que estuda o Sol. Outras embarcações incluem a sonda SOHO (Observatório Solar Heliosférico), o SDO (Observatório de Dinâmica Solar) e a sonda STEREO-A (Observatório Solar e de Relações Terrestres à frente). Mas nenhum desses três chegou tão perto do Sol quanto o PSP, mesmo que eles estejam fazendo ciência importante.
"A Parker Solar Probe está indo para uma região que nunca visitamos antes", disse Terry Kucera, físico solar do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Enquanto isso, à distância, podemos observar a coroa do Sol, que está impulsionando o ambiente complexo ao redor da Parker Solar Probe."
O gif abaixo mostra dados reais da espaçonave Solar Observatory Ahead (STEREO-A) da NASA, junto com a localização da Parker Solar Probe, que voa pela atmosfera externa do Sol durante sua primeira fase de encontro solar em novembro de 2018. Essas imagens fornecem contexto chave para entender as observações da Parker Solar Probe. (Crédito da imagem: NASA / STEREO)
Cada espaçonave que estuda o Sol fornece um contexto e ponto de vista diferentes para o que os outros veem. O PSP viajará para 0,25 UA, enquanto o STEREO orbita o Sol a cerca de 1 AU. O SDO está em uma órbita terrestre geo-síncrona, e o SOHO está em uma órbita de halo ao redor do ponto LaGrange Sol-Terra 1.
"A missão STEREO é observar a heliosfera de diferentes locais e Parker faz parte disso - fazer medições de uma perspectiva que nunca tivemos antes", disse Kucera.
A ciência é incremental, e os cientistas do PSP gostam de ressaltar que a melhoria incremental nos modelos de como o Sol funciona faz parte do trabalho do PSP, mesmo que não recebamos respostas práticas para nossas perguntas.
Os modelos são uma boa maneira de testar teorias sobre a física subjacente do Sol. Ao criar uma simulação que se baseia em um certo mecanismo para explicar o aquecimento coronal - por exemplo, um certo tipo de onda de plasma chamada onda de Alfvén - os cientistas podem verificar a previsão do modelo em relação aos dados reais da Parker Solar Probe para ver se estão alinhados. Se o fizerem, isso significa que a teoria subjacente pode ser o que realmente está acontecendo. Se não o fizerem, estará de volta à prancheta.
"Tivemos muito sucesso em prever a estrutura da coroa solar durante o total de eclipses solares", disse Riley. "A Parker Solar Probe fornecerá medições sem precedentes que restringirão ainda mais os modelos e a teoria incorporada a eles".
A velocidade recorde do PSP é crucial para o seu trabalho.
O Sol gira cerca de uma vez a cada 27 dias, como o vemos na Terra, e as estruturas solares que conduzem grande parte de sua atividade se movem junto com ele. Isso cria um problema para os cientistas, porque eles não podem ter certeza se a variabilidade que vêem é causada por mudanças reais na região que produz a atividade - variação temporal - ou é causada pelo simples recebimento de material solar de uma nova região de origem - variação espacial . A velocidade do PSP significa que ele pode superar esse problema.
O gif abaixo é de um modelo que mostra como o vento solar flui do Sol, com a perspectiva do instrumento WISPR da Parker Solar Probe sobreposta.
Créditos: Predictive Science Inc.
Em certos pontos, a Parker Solar Probe está viajando rápido o suficiente para corresponder quase exatamente à velocidade de rotação do Sol, o que significa que a Parker "paira" sobre uma área do Sol por um curto período de tempo. Os cientistas podem ter certeza de que as alterações nos dados durante esse período são causadas por mudanças reais no Sol, e não pela rotação do Sol.
A Parker Solar Probe faz parte do programa Living with a Star da NASA para explorar aspectos do sistema Sol-Terra que afetam diretamente a vida e a sociedade.
- Comunicado de imprensa da NASA: Preparando-se para a descoberta com o Parker Solar Probe da NASA
- NASA: AGU 2018 - Dados esperados e descoberta científica da Parker Solar Probe da NASA
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