Forskare från Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) vid University of Colorado Boulder dyker in i den dammiga miljön som omger solen – en sökning som kan hjälpa till att avslöja hur planeter som jorden kommer till.

Jakten kommer genom NASA:s Parker Solar Probe – ett banbrytande uppdrag som har tagit forskare närmare jordens hemstjärna än någon rymdfarkost hittills. Över två år, sonden har cirklat runt solen sex gånger, når maximala hastigheter på ungefär 290, 000 miles per timme.

I processen, Parker-teamet har lärt sig mycket om de mikroskopiska dammkornen som ligger strax bortom solens atmosfär, sa David Malaspina, en rymdplasmafysiker vid LASP. I ny forskning, till exempel, han och hans kollegor upptäckte att tätheten hos dessa sten- och isbitar tycks variera kraftigt under månaderna – inte något som forskarna förväntade sig.

"Varje gång vi går in i en ny bana, och vi tror att vi förstår vad vi ser runt solen, naturen går och överraskar oss, sa Malaspina, även biträdande professor vid institutionen för astrofysik och planetvetenskap.

Han kommer att presentera gruppens resultat på tisdag, 8 december vid det virtuella höstmötet 2020 för American Geophysical Union (AGU).

Malaspina sa att damm kan ge forskare en oväntad, och liten, fönster till de processer som bildade jorden och dess närliggande planeter för mer än 4,5 miljarder år sedan.

"Genom att lära sig hur vår stjärna bearbetar damm, vi kan extrapolera det till andra solsystem för att lära oss mer om planetbildning och hur ett moln av damm blir ett solsystem, " han sa.

Solar Dyson

Området precis runt solen, en varm och strålningsrik miljö, är ofta dammigare än du kan föreställa dig, sa Malaspina. Den innehåller fler dammkorn i volym än de flesta andra öppna ytor i solsystemet. Det är för att stjärnan, genom gravitation och andra krafter, drar damm mot sig från miljoner till miljarder mil bort, lite som en dammsugare.

Men den här dammsugaren är ofullkomlig. När dammpartiklar kommer närmare solen, dess strålning trycker på dem mer och mer — några av dessa dammkorn kommer att börja blåsa åt andra hållet och kan till och med flyga ut ur solsystemet helt och hållet. Wide-Field Imager for Parker Solar Probe (WISPR) instrumentsvit ombord på rymdfarkosten hittade de första bevisen för existensen av denna dammfria region, känd som den dammfria zonen, mer än 90 år efter att det förutspåddes.

"Vad du får är denna riktigt intressanta miljö där alla dessa partiklar rör sig inåt, men när de väl når miljön nära solen, de kan blåsas bort, " sa Malaspina.

Sedan lanseringen 2018, Parker Solar Probe – byggd och drivs av Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, som också leder uppdraget för NASA – har flugit till inom cirka 11,6 miljoner miles från solens yta.

På var och en av Parkers banor runt solen, rymdfarkosten kolliderade med tusentals dammkorn. Många av dessa partiklar förångas på plats, skapa en liten skur av laddade partiklar som sonden kan detektera med hjälp av de fem antennerna som ingår i dess FIELDS-experiment. LASP spelar en viktig roll i detta experiment, som leds av University of California, Berkeley. Tänk på det som att studera insektspopulationer genom att räkna stänken på din bils vindruta.

"Du får en liten bloss plasma, ", sa Malaspina. "Genom att titta på dessa spikar, vi kan förstå hur många dammpåverkan vi drabbas av."

Nya mysterier

Malaspina och hans kollegor hoppades ursprungligen kunna använda dessa puffar för att fastställa exakt var solsystemets inåtflygande stoft blir utåtflygande damm. Men de snubblade över något förbryllande under processen:koncentrationerna av damm som teamet registrerade verkade variera med så mycket som 50 % mellan Parkers sex banor runt solen.

"Det är verkligen intressant eftersom tidsskalan som det tar för damm att flytta in mot solen är tusentals till miljoner år, " sa Malaspina. "Så hur får vi variation på bara tre eller fyra månader?"

Denna dammiga miljö, med andra ord, kan vara mycket mer komplicerat och snabbskiftande än vad forskare tidigare trott. Malaspina sa att teamet kommer att behöva vänta på att Parker ska slutföra fler banor för att veta exakt vad som händer. Han är bara exalterad över att få vara en del av denna en gång i livet chans att dra ett finger längs solens dammiga hyllor.

"Detta är den enda in-situ mätning vi kommer att få på länge i det inre solsystemet, ", sa Malaspina. "Vi försöker göra det bästa av det och lära oss så mycket vi kan."