การชนกันระหว่าง Parker Solar Probe กับฝุ่นละอองทำให้อนุภาคแตกตัวเป็นพลาสมาได้อย่างกระฉับกระเฉง BY เลโต ซาปูนาร์ | อัปเดต 10 พ.ย. 2564 16:07 น.
ศาสตร์
ช่องว่าง
ภาพประกอบของโพรบใกล้ดวงอาทิตย์
Parker Solar Probe ของ NASA สุ่มตัวอย่างสภาพแวดล้อมสุริยะอย่างใกล้ชิด NASA/Johns Hopkins APL/สตีฟ กริบเบน
แบ่งปัน
Parker Solar Probe ของ NASA ชนเข้ากับพายุฝุ่นในขณะที่พุ่งเข้าหาดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วที่น่าเกรงขาม
สมาชิกในทีมของโพรบพบว่าการกระแทกด้วย
ความเร็วสูงด้วยอนุภาคฝุ่นไม่เพียงแต่เกิดขึ้นบ่อยกว่าที่คาดไว้เท่านั้น แต่ยังสร้างพลาสมา superhot ขนาดเล็กบนพื้นผิวของยาน ตามประกาศสำหรับการศึกษาใหม่
เป้าหมายหลักของยานสำรวจคือการวัดสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กใกล้ดวงอาทิตย์ และเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับลมสุริยะ ซึ่งเป็นกระแสของอนุภาคที่ออกมาจากดวงอาทิตย์David Malaspinaนักฟิสิกส์พลาสมาในอวกาศจากมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ กล่าว ภาควิชาวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์และห้องปฏิบัติการฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศ Malaspina เป็นผู้นำการศึกษาซึ่งทีมงานจะนำเสนอในการประชุมในสัปดาห์นี้
นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาลมสุริยะจากระยะไกล Malaspina กล่าว แต่ “มีคำถามพื้นฐานมากมายเกี่ยวกับการกำเนิดลมสุริยะ…ที่เราไม่สามารถตอบได้จริง ๆ โดยใช้การวัดที่ใกล้กับโลกเท่านั้น”
ยานสำรวจนี้เป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นที่เร็วที่สุด ซึ่งขณะนี้เดินทางด้วยความเร็วมากกว่า 100,000 ไมล์ต่อชั่วโมงผ่านเมฆฝุ่นจักรราศี ซึ่งเป็นเมฆก้อนใหญ่ของ “เศษซากจากดาวเคราะห์น้อยและดาวหางทั่วทั้งระบบสุริยะ” ที่ค่อยๆ ตกลงสู่ดวงอาทิตย์ Malaspina กล่าว .
Parker Solar Probe ไม่ได้ทำขึ้นเพื่อศึกษาฝุ่น แต่เพื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์และศึกษาลมสุริยะ มัน “เคลื่อนผ่านส่วนที่หนาแน่นที่สุดของกลุ่มเมฆตามราศี” มาลาสปินากล่าว สามารถประมาณความหนาแน่นของฝุ่นได้โดยการติดตามการชนกันของฝุ่น และในแต่ละวงโคจร ยานอวกาศจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นและเร็วขึ้น “ลองนึกภาพการขับรถเข้าไปในพายุทราย แต่ต้องทำเร็วขึ้นในแต่ละครั้ง” เขากล่าว
ทีมภารกิจคาดว่าโพรบจะพบกับฝุ่น แต่หากไม่มีการวัดในพื้นที่พวกเขาไม่ได้คาดหวังถึงขนาดนี้ ในวงโคจรครั้งก่อน ยานสำรวจโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นครั้งที่เก้า โดยถูกชนทุก ๆ สิบสองวินาทีโดยเฉลี่ย Malaspina กล่าว หากคุณสามารถยืนอยู่ข้างยานอวกาศได้ คุณจะเห็นรูในสารเคลือบป้องกันไมลาร์ของยานอวกาศ ซึ่งเรียกว่าโล่วิปเปิ้ล เขากล่าว แต่จนถึงตอนนี้ เกราะป้องกัน “ทนต่อแรงกระแทกทั้งหมด”
[ ที่เกี่ยวข้อง : ภาพจาก NASA แสดงว่าดวงอาทิตย์มีสัปดาห์ที่เลวร้าย ]
Malaspina กล่าวว่าทีมกังวลมากที่สุดเกี่ยวกับระบบ
ทำความเย็น เนื่องจากส่วนที่หันไปทางดวงอาทิตย์ของยานอวกาศอาจมีอุณหภูมิสูงถึงเกือบ 2,000 องศาเซลเซียส ท่อน้ำวิ่งอยู่ด้านหลังแผงป้องกันความร้อนและถ่ายเทความร้อนไปยังหม้อน้ำที่กระจายไปในอวกาศ เจาะท่อหนึ่งในนั้นและยานอวกาศจะเผาไหม้อย่างแน่นอน เขากล่าว
การสร้างงานฝีมือที่สามารถเอาตัวรอดในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายนี้ได้ “ทั้งหมดขึ้นอยู่กับการเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่คุณรู้ว่าจะอยู่รอดจากผลกระทบเหล่านี้ และทำการทดสอบและวิเคราะห์ล่วงหน้าเป็นจำนวนมาก” Jim Kinnison จาก Johns Hopkins Applied Physics กล่าว Lab ซึ่งเป็นวิศวกรระบบภารกิจของ Parker Probe การทดสอบเหล่านี้รวมถึงห้องกระแทกที่มีความเร็วมาก Kinnison กล่าวซึ่งสามารถสร้างการเผชิญหน้าของฝุ่นในอวกาศได้โดยการปล่อยอนุภาคขนาดเล็กที่มีความเร็วสูงอย่างไม่น่าเชื่อที่วัสดุบนโลก
แม้ว่าเม็ดฝุ่นที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์จะดูมีอยู่มากมาย แต่ก็มีมวลน้อยกว่าที่คาดไว้—โชคดีสำหรับ Parker Solar Probe—ดังนั้นความเสี่ยงของความเสียหายร้ายแรงต่อยานอวกาศจึงยังมีน้อย Malaspina กล่าว
แม้ว่าฝุ่นละอองจะเบา แต่เมื่ออนุภาคฝุ่นกระทบยานอวกาศด้วยพลังงานมหาศาล Malaspina กล่าวว่า “พวกมันไม่เพียงทำให้ตัวเองกลายเป็นไอ และเศษเสี้ยวของพื้นผิวยานอวกาศเท่านั้น แต่ยังทำให้แตกตัวเป็นไอออนด้วย” ซึ่งหมายความว่าพวกมันฉีกอิเล็กตรอนออกจากนิวเคลียสและสร้าง พลาสมาระเบิดขนาดเล็กที่มีอายุสั้นพร้อมการกระแทกแต่ละครั้ง
พลาสมามีประจุไฟฟ้าที่แรง ดังนั้นการปะทุเล็กๆ เหล่านี้จึงทำให้เกิดการพุ่งทะยานในสนามไฟฟ้ารอบยาน ซึ่งยานอวกาศสามารถวัดได้
ยานอวกาศได้หยิบยอดแหลมเหล่านี้มาก่อน แต่เมฆพลาสมารอบ ๆ โพรบนั้นรุนแรงกว่าที่คาดไว้ Malaspina กล่าว พวกมันหนาแน่นมากจนเห็นได้ชัดว่ามีปฏิสัมพันธ์กับลมสุริยะ ในกระบวนการที่คล้ายกับวิธีที่ลมสุริยะทำปฏิกิริยากับดาวศุกร์ ดาวอังคาร และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก บนดาวเคราะห์เหล่านั้น แสงแดดทำให้ส่วนหนึ่งของชั้นบรรยากาศแตกตัวเป็นไอออน ทำให้ลมสุริยะพัดพาบางส่วนออกไป
[ที่เกี่ยวข้อง: จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแสงแดดแผดเผา? ]
โพรบเคลื่อนตัวเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นเรื่อยๆ ในบริเวณที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์มานานแล้วว่าความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่รุนแรงได้เผาผลาญฝุ่นทั้งหมด ในความเป็นจริง เป็นไปได้ว่าทีมสร้างภาพของโพรบอาจสังเกตเห็นสิ่งนี้เป็นครั้งแรกแล้ว ในอีกไม่กี่วงโคจรถัดไป ยานอวกาศจะเข้าใกล้มากพอที่จะตรวจสอบการค้นพบนั้นด้วยการวัดสนามไฟฟ้าโดยตรง
แม้จะมีสภาวะสุดขั้วเหล่านี้ ยานอวกาศก็มีแนวโน้มที่จะอยู่รอดได้จนกว่าจะถูกทำลายตามแผน ในที่สุดมันจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากจนโพรบจะเผาไหม้และกลายเป็นส่วนหนึ่งของลมสุริยะซึ่ง Malaspina กล่าวว่าเป็น “การสิ้นสุดของบทกวี”
