De eerste beelden van ESA/NASA's Solar Orbiter zijn nu beschikbaar voor het publiek, inclusief de dichtstbijzijnde foto's die ooit van de zon zijn gemaakt.

Solar Orbiter is een internationale samenwerking tussen de European Space Agency, of ESA, en NASA, om onze dichtstbijzijnde ster te bestuderen, de zon. Gelanceerd op 9 februari 2020 (EST), het ruimtevaartuig voltooide zijn eerste close-pass van de zon medio juni.

"Deze ongekende foto's van de zon komen het dichtst in de buurt die we ooit hebben verkregen, " zei Holly Gilbert, NASA-projectwetenschapper voor de missie in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland. "Deze verbazingwekkende beelden zullen wetenschappers helpen de atmosferische lagen van de zon samen te stellen, wat belangrijk is om te begrijpen hoe het ruimteweer in de buurt van de aarde en in het hele zonnestelsel aandrijft."

"We hadden niet zo vroeg zulke geweldige resultaten verwacht, " zei Daniël Müller, ESA's Solar Orbiter-projectwetenschapper. "Deze beelden laten zien dat Solar Orbiter een uitstekende start maakt."

Het was niet eenvoudig om op dit punt te komen. Het nieuwe coronavirus dwong missiecontrole in het European Space Operations Center, of ESOC, in Darmstadt, Duitsland gaat voor meer dan een week volledig dicht. Tijdens de inbedrijfstelling, de periode waarin elk instrument uitgebreid wordt getest, ESOC-personeel werd teruggebracht tot een skeletploeg. Alles behalve essentieel personeel werkte vanuit huis.

"De pandemie vereiste dat we kritieke operaties op afstand moesten uitvoeren - de eerste keer dat we dat ooit hebben gedaan, " zei Russell Howard, hoofdonderzoeker voor een van Solar Orbiter's imagers.

Maar het team paste zich aan, zelfs klaar voor een onverwachte ontmoeting met de ionen- en stofstaarten van komeet ATLAS op 1 en 6 juni, respectievelijk. Het ruimtevaartuig voltooide de inbedrijfstelling net op tijd voor zijn eerste dichte zonnepas op 15 juni. Toen het binnen 48 miljoen mijl van de zon vloog, alle 10 instrumenten gingen aan, en Solar Orbiter maakte de dichtstbijzijnde foto's van de zon tot nu toe. (Andere ruimtevaartuigen zijn dichterbij geweest, maar geen enkele heeft op de zon gerichte imagers.)

Solar Orbiter draagt ​​zes beeldvormende instrumenten, die elk een ander aspect van de zon bestudeert. Normaal gesproken, de eerste beelden van een ruimtevaartuig bevestigen dat de instrumenten werken; wetenschappers verwachten geen nieuwe ontdekkingen van hen. Maar de Extreme Ultraviolet Imager, of EUI, op Solar Orbiter geretourneerde gegevens die duiden op zonnekenmerken die nog nooit zo gedetailleerd zijn waargenomen.

Hoofdonderzoeker David Berghmans, een astrofysicus aan de Koninklijke Sterrenwacht van België in Brussel, wijst op wat hij "kampvuren" noemt die op de zon stippelen in EUI's beelden.

"De kampvuren waar we het hier over hebben zijn de neefjes van zonnevlammen, minstens een miljoen, misschien een miljard keer kleiner, "Zei Berghmans. "Als we kijken naar de nieuwe hoge resolutie EUI-beelden, ze zijn letterlijk overal waar we kijken."

Het is nog niet duidelijk wat deze kampvuren zijn of hoe ze overeenkomen met de zonnestralen die door andere ruimtevaartuigen zijn waargenomen. Maar het is mogelijk dat het mini-explosies zijn die bekend staan ​​als nanoflares - kleine maar alomtegenwoordige vonken waarvan de theorie is dat ze de buitenste atmosfeer van de zon helpen verwarmen, of corona, tot zijn temperatuur 300 keer heter is dan het zonneoppervlak.

Om zeker te weten, wetenschappers hebben een nauwkeurigere meting van de temperatuur van de kampvuren nodig. Gelukkig, de spectrale beeldvorming van de coronale omgeving, of SPICE-instrument, ook op Solar Orbiter, doet precies dat.

"Dus we kijken reikhalzend uit naar onze volgende dataset, " zei Frédéric Auchère, hoofdonderzoeker voor SPICE-operaties aan het Institute for Space Astrophysics in Orsay, Frankrijk. "De hoop is om nanoflares zeker te detecteren en hun rol bij coronale verwarming te kwantificeren."

Andere afbeeldingen van het ruimtevaartuig tonen extra belofte voor later in de missie, wanneer Solar Orbiter dichter bij de zon staat.

De zonne- en heliosferische beeldvormer, of SoloHI, geleid door Russell Howard van het Naval Research Laboratory in Washington, gelijkstroom, onthulde het zogenaamde dierenriemlicht, licht van de zon dat wordt gereflecteerd door interplanetair stof - een licht dat zo zwak is dat het heldere gezicht van de zon het normaal gesproken verduistert. Het zien, SoloHI moest het licht van de zon terugbrengen tot een biljoenste van zijn oorspronkelijke helderheid.

"De beelden produceerden zo'n perfect zodiakaal lichtpatroon, zo schoon, Howard zei. "Dat geeft ons veel vertrouwen dat we zonnewindstructuren zullen kunnen zien als we dichter bij de zon komen."

Beelden van de Polar en Helioseismic Imager, of PHI, toonde aan dat het ook klaar is voor latere waarnemingen. PHI brengt het magnetische veld van de zon in kaart, met een speciale focus op de polen. Het zal zijn hoogtijdagen later in de missie beleven, aangezien Solar Orbiter zijn baan geleidelijk kantelt tot 24 graden boven het vlak van de planeten, waardoor het een ongekend zicht op de polen van de zon heeft.

"De magnetische structuren die we aan het zichtbare oppervlak zien, laten zien dat PHI gegevens van topkwaliteit ontvangt, " zei Sami Solanki, PHI's hoofdonderzoeker bij het Max Planck Institute for Solar System Research in Göttingen, Duitsland. "We zijn voorbereid op geweldige wetenschap naarmate meer van de polen van de zon in zicht komen."

De release van vandaag belicht de camera's van Solar Orbiter, maar de vier in-situ instrumenten van de missie lieten ook de eerste resultaten zien. In situ instrumenten meten de ruimteomgeving direct rondom het ruimtevaartuig. De zonnewindanalysator, of SWA-instrument, deelde de eerste speciale metingen van zware ionen (koolstof, zuurstof, silicium, ijzer, en anderen) in de zonnewind uit de binnenste heliosfeer.