Om du ber ett barn att måla en bild av solen, du kommer med största sannolikhet att få en ljusgul cirkel på ett papper. Detta är faktiskt ganska korrekt, med tanke på att solen är en boll av het gas och att dess yta (kallad fotosfären) mestadels lyser i starkt gult ljus. Den gula färgen bestäms av fotosfärens temperatur, vilket är ca 5, 500°C.

Faktiskt, solen ser ibland ganska exakt ut som ett barns teckning. Under en solförmörkelse, solens yttre atmosfär, kallad solkorona, kan faktiskt ses som en ljus cirkel, med månen som blockerar resten av solljuset. Som solen nedanför, koronan består av ett plasma – en gas av laddade partiklar. För cirka 80 år sedan, forskare fann att temperaturen på solkoronan faktiskt är mycket varmare än ytan, vid några miljoner grader Celsius. Denna upptäckt har förbryllat området solfysik sedan dess.

Koronans höga temperaturer gör att den expanderar in i rymden som ett kontinuerligt utflöde av plasma som kallas solvinden. Men hur solen accelererar denna vind är ett annat gigantiskt mysterium. Lyckligtvis, NASA:s Parker Solar Probe, har nyligen fått ett nära möte med solen och börjar besvara dessa och många andra frågor – med sina första resultat just publicerade i en serie tidningar i Natur (kolla här, här, här och här).

Dit ingen har gått innan

De första idéerna för ett uppdrag för att avslöja solens mysterier går tillbaka till 1950-talet. Men den hårda miljön nära solen visade sig vara för utmanande för rymdfarkoster på den tiden.

Under 2018, NASA lanserade äntligen Parker Solar Probe för att fullfölja denna tidiga dröm. Dess omloppsbana kommer att föra rymdfarkosten närmare och närmare solen under de kommande åren. Vid sitt närmaste möte 2024, det kommer att vara drygt sex miljoner kilometer bort från solen. Även om denna siffra fortfarande låter ganska stor, det är mycket närmare solen än något rymdskepp någonsin har varit tidigare. För jämförelse, jorden kretsar runt solen på ett avstånd av 150 miljoner kilometer.

Instrumenten på rymdfarkosten mäter direkt solvindsplasman och de elektromagnetiska fälten runt rymdfarkosten. Rymdfarkosten mäter också energirika partiklar, som är joner (atomer som har förlorat elektroner) eller elektroner som färdas mycket snabbare än solvinden. Sonden har till och med ett bildinstrument ombord som tar fotografier av korona.

Första resultaten

Parker Solar Probes första mätningar visar att variationer i vindens hastighet och i magnetfältet är mycket större än vad som observerats nära jorden. Till exempel, magnetfältssensorerna upptäckte stora svängningar i magnetfältets riktning.

Vi har ingen aning om vad dessa "switchbacks" egentligen är. Men mätningarna visar att de sammanfaller med ökningar av hastigheten för solvinden som strömmar bort från solen. Detta sker genom korta och starka "jetstrålar" — ökningar i solvindens flödeshastighet med en varaktighet på bara några minuter.

Den exakta karaktären hos de magnetiska switchbacks och jetstrålar är verkligen ett pussel som vi måste lösa i framtiden. De är så intensiva att de faktiskt kan vara en viktig faktor för att driva accelerationen av solvinden.

Instrumenten på sonden upptäckte också många mindre fluktuationer i de elektromagnetiska fälten. Liksom switchbacks, vi har känt till deras existens från tidigare mätningar, men deras intensitet nära solen är verkligen överraskande. Detta tyder på att de faktiskt kan ha en viktig roll i uppvärmningen av solkoronan samt att accelerera solvinden.

Ett annat intressant fynd kom efter förekomsten av en solflamma - ett ljust utbrott av ultraviolett strålning i korona. Sondens detektorer mätte partiklar som hade accelererats i ett aktivt område i koronan. Tidpunkten för ankomsten av dessa partiklar avslöjade att de hade färdats ett längre avstånd från solen än förväntat. Eftersom de energirika partiklarna följer magnetfältslinjer från solen, denna längre restid tyder på att magnetfältet har mer struktur mellan solen och sonden än man tidigare trott.

Bildinstrumentet såg också signaturer av koronala massutkastningar nära solen. Det är stora utbrott av material som har sitt ursprung i solkoronan. Studiet av dessa utbrott är ganska viktigt för vårt samhälle. Om en stor koronal massutkastning träffar jorden, det kan orsaka mycket störningar, som strömavbrott, förlust av GPS-signaler, avbrott i radiokommunikation och skada för flygresenärer och astronauter.

Även efter sondens första resultat, många frågor är fortfarande öppna. Dock, att gå närmare solen har redan visat sig vara absolut värt det. Under de kommande åren kommer rymdfarkosten att gå ännu närmare – och jag är säker på att dess moderna instrument kommer att möjliggöra många nya vetenskapliga upptäckter.

De av oss som arbetar på fältet är mycket glada över utsikten att dessa mätningar snart kommer att hjälpa oss att knäcka solens största mysterier – varför solkoronan är så varm och hur solvinden accelereras.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.