Solar Orbiters senaste resultat visar att uppdraget gör de första direkta kopplingarna mellan händelser på solytan och vad som händer i det interplanetära rummet runt rymdfarkosten. Det ger oss också nya insikter om soleldar, "rymdväder och sönderfallande kometer.

"Jag kunde inte vara mer nöjd med prestandan hos Solar Orbiter och de olika teamen som håller den och dess instrument i drift, säger Daniel Müller, ESA Solar Orbiter Project Scientist.

"Det har varit en riktig laginsats under svåra omständigheter i år, och nu börjar vi se att dessa ansträngningar verkligen ger resultat."

Solar Orbiters 10 vetenskapliga instrument är uppdelade i två grupper. Det finns sex fjärranalysteleskop, och fyra in-situ instrument. Fjärravkänningsinstrumenten tittar på solen och dess utsträckta atmosfär, koronan. Instrumenten på plats mäter partiklarna runt rymdfarkosten, som har släppts ut av solen och är kända som solvinden, tillsammans med dess magnetiska och elektriska fält. Att spåra ursprunget för dessa partiklar och fält tillbaka till solytan är ett av huvudmålen för Solar Orbiter.

Under Solar Orbiters första nära pass av solen, som ägde rum den 15 juni och såg rymdfarkosten närma sig 77 miljoner kilometer, både fjärranalysinstrument och instrument på plats registrerade data.

Solvindens fotspår

Solar Orbiter-data har gjort det möjligt att beräkna källområdet för solvinden som träffar rymdfarkosten, och identifiera detta "fotavtryck" i fjärranalysbilderna. I ett exempel som studerades i juni 2020, fotavtrycket ses i kanten av ett område som kallas ett "koronalt hål", "där solens magnetfält når ut i rymden, låter solvinden flöda.

Även om arbetet är preliminärt, det är fortfarande bortom allt som har varit möjligt hittills.

"Vi har aldrig kunnat göra kartläggning så här exakt tidigare, " säger Tim Horbury, Imperial College, London, och ordförande för Solar Orbiter In-Situ Working Group.

Lägereldsfysik

Solar Orbiter har också ny information om solens "lägereldar" som fångade världens uppmärksamhet tidigare i år.

Uppdragets första bilder visade en mängd av vad som verkade vara små solutbrott som sprack över solens yta. Forskarna kallade dem lägereldar eftersom den exakta energin i samband med dessa händelser inte är känd ännu. Utan energi, det är ännu inte klart om de är samma fenomen som andra mindre eruptiva händelser som har setts av andra uppdrag. Det som gör det hela så lockande är att småskaliga "nano-flares" länge har ansetts existera på solen, men vi har aldrig haft möjlighet att se så små händelser tidigare.

"Lägereldarna kan vara nanoblossarna som vi är ute efter med Solar Orbiter, säger Frédéric Auchère, Institut d'Astrophysique Spatiale, Orsay, Frankrike, och ordförande för Solar Orbiter Remote Sensing Working Group.

Detta är viktigt eftersom nano-flammorna är teoretiserade för att vara ansvariga för att värma koronan, solens yttre atmosfär. Det faktum att koronan är på ungefär en miljon grader Celsius medan ytan bara är ungefär 5000 grader är fortfarande en av de mest förbryllande frågorna inom solfysik idag. Att undersöka detta mysterium är ett av de viktigaste vetenskapliga målen för Solar Orbiter.

För att utforska idén, forskare har analyserat data med Solar Orbiters SPICE-instrument (Spectral Imaging of the Coronal Environment). SPICE är designad för att avslöja gasens hastighet vid solytan. Det har visat att det verkligen finns småskaliga händelser där gasen rör sig med betydande hastighet men att leta efter en korrelation till lägereldar har ännu inte gjorts.

"Just nu, vi har bara driftsättningsdata, tagna när teamen fortfarande lärde sig beteendet hos sina instrument i rymden, och resultaten är mycket preliminära. Men helt klart, vi ser väldigt intressanta saker, " säger Frédéric. "Solar Orbiter handlar om upptäckt, och det är väldigt spännande."

Surfa på en komets svans

Förutom framstegen mot de planerade vetenskapliga målen för Solar Orbiter, det har också förekommit överlägsen vetenskap från rymdfarkosten.

Kort efter att Solar Orbiter lanserades, det märktes att det skulle flyga nedströms kometen ATLAS, passerar genom dess två svansar. Även om Solar Orbiter inte var designad för ett sådant möte, och skulle inte ta vetenskapsdata vid denna tidpunkt, uppdragsexperter arbetade för att säkerställa att alla instrument på plats registrerade det unika mötet.

Men naturen hade ytterligare ett knep att spela:kometen sönderföll innan rymdfarkosten kom nära. Så, istället för de efterlängtade starka signalerna från svansarna, det var fullt möjligt att rymdfarkosten inte skulle se någonting alls.

Så var inte fallet. Solar Orbiter såg signaturer i data från kometen ATLAS, men inte den typ av saker som forskare normalt förväntar sig. Istället för en stark, enkel svanskorsning, rymdfarkosten upptäckte många episoder av vågor i magnetiska data. Den upptäckte också damm i fläckar också. Detta släpptes troligen från insidan av kometen när den splittrades i många små bitar.

"Det här är första gången vi i huvudsak har färdats genom spåren av en komet som har sönderfallit, " säger Tim. "Det finns mycket intressant data där, och det är ytterligare ett exempel på den typ av högkvalitativ slumpmässig vetenskap vi kan göra med Solar Orbiter."

Stealth rymdväder

Solar Orbiter har mätt solvinden under mycket av sin tid i rymden, registrerar ett antal partikelutstötningar från solen. Sedan, den 19 april, en särskilt intressant koronal massutkastning svepte över Solar Orbiter.

En koronal massutkastning, eller CME, är en stor rymdväderhändelse, där miljarder ton partiklar kan kastas ut från solens yttre atmosfär. Under denna speciella CME, som sprack från solen den 14 april, Solar Orbiter var ungefär tjugo procent av vägen från jorden till solen.

Solar Orbiter var inte den enda rymdfarkosten som observerade denna händelse. ESA:s BepiColombo Mercury-uppdrag råkade flög förbi jorden vid den tiden. Det fanns också en NASA-solfarkost kallad STEREO belägen cirka nittio grader från den direkta solen-jordlinjen, och tittar rakt över det utrymme som CME reste genom. Den såg CME påverka Solar Orbiter och sedan BepiColombo och jorden. Genom att kombinera mätningarna från alla olika rymdfarkoster kunde forskare verkligen studera hur koronal massutkastningen utvecklades när den färdades genom rymden.

Detta är känt som flerpunktsvetenskap och tack vare antalet rymdfarkoster som nu finns i det inre solsystemet, det kommer att bli ett allt kraftfullare verktyg i vår strävan att förstå solvinden och rymdvädret.

"Vi kan titta på det på distans, vi kan mäta det på plats och vi kan se hur en CME förändras när den färdas mot jorden, säger Tim.

Kanske lika spännande som rymdfarkosten som såg händelsen, var de som inte gjorde det. Rymdfarkosten ESA-NASA SOHO, som ligger framför jorden och ständigt tittar på solen efter utbrott som detta, knappt registrerade det. Detta placerar händelsen den 19 april i en sällsynt klass av rymdväderhändelser, kallas en stealth CME. Att studera dessa mer svårfångade händelser kommer att hjälpa oss att förstå rymdvädret mer fullständigt.

Under de kommande åren, möjligheterna för flerpunktsvetenskap kommer att öka. Den 27 december, Solar Orbiter kommer att genomföra sin första Venus-förbiflygning. Denna händelse kommer att använda planetens gravitation för att svänga rymdfarkosten närmare solen, sätta Solar Orbiter i ett ännu bättre läge för gemensamma mätningar med NASA:s Parker Solar Probe, som också kommer att genomföra två Venus-förbiflygningar 2021.

När Parker gör mätningar på plats inifrån solatmosfären, Solar Orbiter kommer att ta bilder av samma region. Tillsammans, de två rymdfarkosterna kommer att ge både detaljerna och den större bilden.

"2021 kommer att bli en spännande tid för Solar Orbiter, " säger Teresa Nieves-Chinchilla, NASA Solar Orbiter-projektforskare. "Vid slutet av året, alla instrument kommer att arbeta tillsammans i fullfjädrat vetenskapsläge, och vi kommer att förbereda oss för att komma ännu närmare solen."

År 2022, Solar Orbiter kommer nära inom 48 miljoner kilometer från solens yta, mer än 20 miljoner kilometer närmare än det kommer att gå 2021.