Onderzoekers van het Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) van de University of Colorado Boulder duiken in de stoffige omgeving rond de zon - een zoektocht die zou kunnen helpen om te onthullen hoe planeten zoals de aarde ontstaan.

De achtervolging komt via NASA's Parker Solar Probe - een baanbrekende missie die wetenschappers dichter bij de thuisster van de aarde heeft gebracht dan enig ruimtevaartuig tot nu toe. Ruim twee jaar, de sonde heeft zes keer om de zon gedraaid, maximale snelheden van ongeveer 290 halen, 000 mijl per uur.

In het proces, het Parker-team heeft veel geleerd over de microscopisch kleine stofdeeltjes die net buiten de atmosfeer van de zon liggen, zei David Malaspina, een ruimteplasmafysicus bij LASP. Bij nieuw onderzoek bijvoorbeeld, hij en zijn collega's ontdekten dat de dichtheden van deze stukjes steen en ijs in de loop van maanden enorm lijken te variëren - niet iets wat wetenschappers hadden verwacht.

"Elke keer als we een nieuwe baan ingaan, en we denken te begrijpen wat we zien rond de zon, de natuur gaat en verrast ons, " zei Malaspina, ook een assistent-professor bij de afdeling Astrofysische en Planetaire Wetenschappen.

Dinsdag presenteert hij de resultaten van de groep. 8 december tijdens de virtuele herfstbijeenkomst van 2020 van de American Geophysical Union (AGU).

Malaspina zei dat stof onderzoekers een onverwacht, en klein, inzicht in de processen die de aarde en haar naburige planeten meer dan 4,5 miljard jaar geleden vormden.

"Door te leren hoe onze ster stof verwerkt, we kunnen dat extrapoleren naar andere zonnestelsels om meer te leren over planeetvorming en hoe een stofwolk een zonnestelsel wordt, " hij zei.

Zonne-dyson

Het gebied net rond de zon, een hete en stralingsrijke omgeving, is vaak stoffiger dan je zou denken, zei Malaspina. Het bevat meer stofkorrels in volume dan de meeste andere open ruimten in het zonnestelsel. Dat komt omdat de ster, door zwaartekracht en andere krachten, trekt stof naar zich toe van miljoenen tot miljarden kilometers weg, een beetje zoals een stofzuiger.

Maar deze stofzuiger is niet perfect. Naarmate stofdeeltjes dichter bij de zon komen, zijn straling drukt er steeds meer op - sommige van die stofkorrels zullen in de andere richting beginnen te waaien en kunnen zelfs helemaal uit het zonnestelsel vliegen. De Wide-Field Imager for Parker Solar Probe (WISPR) instrumentensuite aan boord van het ruimtevaartuig vond het eerste bewijs voor het bestaan ​​van dit stofvrije gebied, bekend als de stofvrije zone, meer dan 90 jaar nadat het werd voorspeld.

"Wat je krijgt is deze echt interessante omgeving waar al deze deeltjes naar binnen bewegen, maar als ze eenmaal in de buurt van de zon zijn, ze kunnen worden weggeblazen, ' zei Malaspina.

Sinds de lancering in 2018, Parker Solar Probe - gebouwd en geëxploiteerd door het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, die ook de missie van NASA leidt - is tot op ongeveer 18 miljoen mijl van het oppervlak van de zon gevlogen.

Op elk van Parker's banen rond de zon, het ruimtevaartuig botste met duizenden stofkorrels. Veel van deze deeltjes verdampen ter plekke, het creëren van een kleine uitbarsting van geladen deeltjes die de sonde kan detecteren met behulp van de vijf antennes die deel uitmaken van het FIELDS-experiment. LASP speelt een belangrijke rol in dit experiment, die wordt geleid door de Universiteit van Californië, Berkeley. Zie het als het bestuderen van insectenpopulaties door de spetters op de voorruit van uw auto te tellen.

"Je krijgt een klein wolkje plasma, " zei Malaspina. "Door naar deze stekels te kijken, we kunnen begrijpen door hoeveel stofinslagen we worden getroffen."

Nieuwe mysteries

Malaspina en zijn collega's hoopten oorspronkelijk die trekjes te gebruiken om te bepalen waar precies het naar binnen vliegende stof van het zonnestelsel naar buiten vliegende stof wordt. Maar ze stuitten op iets raadselachtigs in het proces:de stofconcentraties die het team vastlegde, leken met maar liefst 50% te variëren tussen de zes banen van Parker rond de zon.

"Dat is echt interessant omdat de tijdschaal die nodig is om stof in de richting van de zon te verplaatsen duizenden tot miljoenen jaren is, "Zei Malaspina. "Dus hoe krijgen we variatie in slechts drie of vier maanden?"

Deze stoffige omgeving, met andere woorden, kan veel gecompliceerder en sneller veranderen dan wetenschappers eerder dachten. Malaspina zei dat het team zal moeten wachten tot Parker meer banen heeft voltooid om precies te weten wat er gebeurt. Hij is gewoon opgewonden om deel uit te maken van deze once-in-a-lifetime kans om een ​​vinger langs de stoffige planken van de zon te laten gaan.

"Dit is de enige in-situ meting die we gedurende lange tijd in het binnenste zonnestelsel zullen krijgen, "Zei Malaspina. "We proberen er het beste van te maken en zoveel mogelijk te leren."