Er is een wind die van de zon komt, en het waait niet als een zacht gefluit, maar als de schreeuw van een orkaan.

Gemaakt van elektronen, protonen, en zwaardere ionen, de zonnewind vaart door het zonnestelsel met ongeveer 1 miljoen mijl per uur, alles op zijn pad overspoelt. Maar door het gebrul van de wind, NASA's Parker Solar Probe kan kleine piepjes horen, piept, en ritselen die wijzen op de oorsprong van deze mysterieuze en altijd aanwezige wind. Nutsvoorzieningen, het team van het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, die ontworpen, gebouwd, en beheert de Parker Solar Probe voor NASA, krijgt hun eerste kans om die geluiden te horen, te.

"We kijken naar de jonge zonnewind die rond de zon wordt geboren, " zegt Nour Raouafi, missie projectwetenschapper voor de Parker Solar Probe. "En het is totaal anders dan wat we hier in de buurt van de aarde zien."

Wetenschappers bestuderen de zonnewind al meer dan 60 jaar, maar ze zijn nog steeds verbaasd over veel van zijn gedrag. Bijvoorbeeld, terwijl ze weten dat het afkomstig is van de miljoen graden buitenste atmosfeer van de zon, de corona, de zonnewind vertraagt ​​niet als hij de zon verlaat - hij versnelt, en het heeft een soort interne verwarming die ervoor zorgt dat het niet afkoelt terwijl het door de ruimte ritselt. Met groeiende bezorgdheid over het vermogen van de zonnewind om te interfereren met GPS-satellieten en elektriciteitsnetten op aarde te verstoren, het is absoluut noodzakelijk om het beter te begrijpen.

Slechts 17 maanden sinds de lancering van de sonde en na drie banen rond de zon, Parker Solar Probe heeft niet teleurgesteld in zijn missie.

"We verwachtten grote ontdekkingen te doen omdat we ons op onbekend terrein begeven, " Zegt Raouafi. "Wat we eigenlijk zien, gaat verder dan iedereen zich had kunnen voorstellen."

Onderzoekers vermoedden dat plasmagolven in de zonnewind verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor enkele van de vreemde kenmerken van de wind. Net zoals schommelingen in luchtdruk wind veroorzaken die rollende golven op de oceaan dwingen, fluctuaties in elektrische en magnetische velden kunnen golven veroorzaken die door wolken van elektronen rollen, protonen, en andere geladen deeltjes waaruit het plasma bestaat dat wegrennen van de zon. Deeltjes kunnen op deze plasmagolven rijden, net zoals een surfer op een oceaangolf rijdt, hen naar hogere snelheden te stuwen.

"Plasmagolven spelen zeker een rol bij het opwarmen en versnellen van de deeltjes, " zegt Raouafi. Wetenschappers weten gewoon niet hoeveel van een deel. Dat is waar Parker Solar Probe om de hoek komt kijken.

Het FIELDS-instrument van het ruimtevaartuig kan de elektrische en magnetische fluctuaties die worden veroorzaakt door plasmagolven afluisteren. Het kan ook "horen" wanneer de golven en deeltjes met elkaar interageren, het registreren van frequentie- en amplitude-informatie over deze plasmagolven die wetenschappers vervolgens kunnen afspelen als geluidsgolven. En het resulteert in een aantal opvallende geluiden.

Nemen, bijvoorbeeld, Whistler-modus golven. Deze worden veroorzaakt door energetische elektronen die uit de corona van de zon barsten. Deze elektronen volgen magnetische veldlijnen die zich van de zon naar de verste rand van het zonnestelsel uitstrekken. om hen heen draaien alsof ze op een carrousel rijden. Als de frequentie van een plasmagolf overeenkomt met hoe vaak die elektronen ronddraaien, ze versterken elkaar. En het klinkt als een scène uit 'Star Wars'.

"Sommige theorieën suggereren dat een deel van de versnelling van de zonnewind te wijten is aan deze ontsnappende elektronen, " zegt David Malaspina, een lid van het FIELDS-team en een assistent-professor aan de Universiteit van Colorado, Kei, en het Laboratorium voor Atmosferische en Ruimtefysica. Hij voegt eraan toe dat de elektronen ook een cruciale aanwijzing kunnen zijn voor het begrijpen van een proces dat de zonnewind verwarmt.

"We kunnen waarnemingen van deze golven gebruiken om achteruit te werken en de bron van deze elektronen in de corona te onderzoeken, ' zegt Malaspina.

Een ander voorbeeld zijn dispersieve golven, die snel van de ene frequentie naar de andere verschuiven terwijl ze door de zonnewind bewegen. Deze verschuivingen creëren een soort "chirp" dat klinkt als wind die over een microfoon raast. Ze zijn zeldzaam in de buurt van de aarde, dus onderzoekers geloofden dat ze onbelangrijk waren. Maar dichter bij de zon, wetenschappers ontdekten, deze golven zijn overal.

"Deze golven zijn nog niet eerder waargenomen in de zonnewind, althans niet in grote aantallen, " legt Malaspina uit. "Niemand weet wat deze tjilpende golven veroorzaakt of wat ze doen om de zonnewind te verwarmen en te versnellen. Dat gaan we bepalen. Ik vind het ongelooflijk spannend."

Raouafi merkte op dat het zien van al deze golfactiviteit heel dicht bij de zon de reden is waarom deze missie zo belangrijk is. "We zien nieuwe, vroeg gedrag van zonneplasma dat we hier op aarde niet konden waarnemen, en we zien dat de energie die door de golven wordt gedragen ergens langs de weg wordt gedissipeerd, om het plasma te verwarmen en te versnellen."

Maar het waren niet alleen plasmagolven die Parker Solar Probe hoorde. Terwijl hij door een wolk van microscopisch stof raast, de instrumenten van het ruimtevaartuig vingen ook een geluid op dat leek op oude statische tv. Dat statisch-achtige geluid bestaat eigenlijk uit honderden microscopisch kleine inslagen die elke dag plaatsvinden:stof van asteroïden die verscheurd worden door de zwaartekracht en hitte van de zon en deeltjes die van kometen zijn verwijderd, treffen het ruimtevaartuig met snelheden van bijna een kwart miljoen mijl per uur. Terwijl Parker Solar Probe door deze stofwolk vaart, het ruimtevaartuig botst niet alleen tegen deze deeltjes - het vernietigt ze. De atomen van elke korrel barsten uit elkaar in elektronen, protonen, en andere ionen in een mini plasmawolkje dat het FIELDS-instrument kan 'horen'.

Elke botsing, echter, hakt ook een klein beetje van het ruimtevaartuig weg.

"Het was goed begrepen dat dit zou gebeuren, ", zegt Malaspina. "Wat niet werd begrepen, was hoeveel stof er zou zijn."

APL-ingenieurs gebruikten modellen en observaties op afstand om in te schatten hoe slecht de stofsituatie zou kunnen zijn ruim voordat het ruimtevaartuig werd gelanceerd. Maar in dit onontgonnen gebied, het nummer moest een foutmarge hebben.

James Kinnison, de Parker Solar Probe mission system engineer bij APL, zegt dat deze discrepantie in stofdichtheid nog een reden is waarom de nabijheid van de sonde tot de zon zo nuttig is.

"We beschermden bijna alles tegen het stof, " zegt Kinnison. En hoewel het stof dichter is dan verwacht, niets wijst er nu op dat stofinslagen een punt van zorg zijn voor de missie, hij voegt toe.

Parker Solar Probe zal nog eens 21 banen rond de zon maken, met behulp van vijf flybys van Venus om zichzelf steeds dichter bij de ster voort te stuwen. Onderzoekers krijgen de kans om beter te begrijpen hoe deze plasmagolven hun gedrag veranderen en om een ​​completer evolutionair beeld van de zonnewind op te bouwen.