Om 23.03 (lokale tijd) op zondag 9 februari, Europa's nieuwste missie om de zon te bestuderen, wordt gelanceerd vanaf Cape Canaveral in Florida, ONS. genaamd Solar Orbiter, deze missie van de European Space Agency (ESA) zal naar de baan van de planeet Mercurius reizen om de zon als nooit tevoren te bestuderen, het retourneren van verbluffende nieuwe beelden van het oppervlak.

Uitgerust met instrumenten en camera's, de tien jaar durende missie is bedoeld om wetenschappers te voorzien van belangrijke informatie in hun lopende zonneonderzoek. We spraken met drie zonnefysici over wat de missie ons zou kunnen leren en de vijf onbeantwoorde vragen over de zon die het ons uiteindelijk zou kunnen helpen oplossen.

1. Wanneer zonne-uitbarstingen onze kant op komen

Solar Orbiter zal tijdens zijn missie een minimale afstand van 0,28% van de afstand aarde-zon bereiken, die de rest van de jaren 2020 zou kunnen duren. Geen enkele andere missie zal dichter bij de zon zijn gekomen, sparen voor NASA's lopende Parker Solar Probe-missie, die slechts 0,04 keer de afstand aarde-zon zal bereiken.

Dr. Emilia Kilpua van de Universiteit van Helsinki in Finland is de coördinator van een project genaamd SolMAG, die uitbarstingen van plasma van de zon bestudeert, bekend als coronale massa-ejecties (CME's). Ze zegt deze nabijheid, en een reeks camera's die Parker Solar Probe niet heeft, zal Solar Orbiter de kans geven om gegevens te verzamelen die aanzienlijk beter zijn dan enig ander ruimtevaartuig ervoor, ons helpen CME's te monitoren.

'Een van de geweldige dingen van Solar Orbiter is dat het veel verschillende afstanden zal afleggen, dus we kunnen deze coronale massa-ejecties echt vastleggen wanneer ze evolueren van de zon naar de aarde, ' ze zei. CME's kunnen ruimteweergebeurtenissen op aarde veroorzaken, interfereren met onze satellieten, dus dit zou ons een beter systeem voor vroegtijdige waarschuwing kunnen geven voor wanneer ze onze kant op komen.

2. Waarom de zon een supersonische wind waait?

Een van de belangrijkste onbeantwoorde vragen over de zon betreft de buitenste atmosfeer, bekend als zijn corona. 'Het is verwarmd tot (meer dan) een miljoen graden, en we weten momenteel niet waarom het zo heet is, ' zei Dr. Alexis Rouillard van het Instituut voor Onderzoek in Astrofysica en Planetologie in Toulouse, Frankrijk, de coördinator van een project dat zonnewind bestudeert, genaamd SLOW_SOURCE. 'Het is (meer dan) 200 keer de temperatuur van het oppervlak van de zon.'

Een gevolg van deze hete corona is dat de atmosfeer van de zon niet kan worden ingesloten door zijn zwaartekracht, dus het heeft een constante wind van deeltjes die de ruimte in blazen, zonnewind genoemd. Deze wind waait met meer dan 250 km per seconde, tot snelheden van 800 km per seconde, en we weten momenteel niet hoe die wind tot supersonische snelheden naar buiten wordt geduwd.

Dr. Rouillard hoopt de langzamere zonnewind te bestuderen met behulp van Solar Orbiter, wat ons kan helpen verklaren hoe sterren zoals de zon supersonische winden creëren. 'Door dichter bij de zon te komen, verzamelen we meer (ongerepte) deeltjes, ' hij zei. 'Solar Orbiter gaat ongekende metingen doen van de samenstelling van de zonnewind. (En) we zullen modellen kunnen ontwikkelen voor hoe de wind de ruimte in (geduwd) wordt.'

3. Hoe de palen eruit zien?

Tijdens zijn missie heeft Solar Orbiter zal herhaalde ontmoetingen maken met de planeet Venus. Elke keer dat het gebeurt, de hoek van de baan van het ruimtevaartuig zal iets worden verhoogd totdat het boven de planeten uitkomt. Als de missie wordt verlengd zoals gehoopt tot 2030, het zal een helling van 33 graden bereiken, waardoor we voor het eerst de polen van de zon kunnen zien.

Behalve dat het fascinerend is, er zal een aantal belangrijke wetenschap zijn die hier kan worden gedaan. Door de magnetische velden van de zon aan de polen te meten, wetenschappers hopen een beter begrip te krijgen van hoe en waarom de zon door 11-jarige cycli van activiteit gaat, culminerend in een flip van zijn magnetische polen. Halverwege de jaren 2020 zullen ze weer omdraaien.

'Door te begrijpen hoe de magnetische velden in deze poolgebieden worden verdeeld en evolueren, krijgen we een nieuw inzicht in de cycli die de zon doormaakt, ' zei dr. Rouillard. 'Elke 11 jaar, de zon gaat van een toestand van minimale activiteit naar een toestand van maximale activiteit. Door te meten vanaf hoge breedtegraden, het geeft ons nieuwe inzichten over de cyclische evolutie van (de zon)magnetische velden.'

4. Waarom het polaire 'kronen' heeft

Af en toe barst de zon enorme armachtige lussen van materiaal uit het oppervlak, die bekend staan ​​als protuberansen. Ze strekken zich uit van het oppervlak in de corona, maar hun vorming wordt niet helemaal begrepen. zonne-orbiter, echter, zal ons onze meest gedetailleerde blik op hen tot nu toe geven.

'We zullen een zeer ingewikkeld beeld krijgen van sommige van deze actieve regio's en hun bijbehorende protuberansen, ' zegt professor Rony Keppens van de KU Leuven in België, coördinator van een project genaamd PROMINENT dat zonneprotuberansen bestudeert. 'Het wordt mogelijk om meer dan meerdere beelden per seconde te hebben. Dat betekent dat een deel van de dynamiek die nog niet eerder was gezien, voor het eerst in beeld zal worden gebracht.'

Enkele van de grootste protuberansen van de zon komen van dichtbij de polen, dus door zijn helling te verhogen zal Solar Orbiter ons een unieke kijk op deze verschijnselen geven. 'Ze worden polaire kroonprotuberansen genoemd, omdat ze zijn als kronen op de kop van de zon, ' zei prof. Keppens. 'Ze omcirkelen de poolgebieden en ze leven heel lang, weken of maanden achter elkaar. Het feit dat Solar Orbiter uit de eerste hand de poolgebieden zal zien, zal opwindend zijn, vooral voor studies van protuberansen.'

5. Hoe het het zonnestelsel bestuurt?

Door de zon te bestuderen met Solar Orbiter, wetenschappers hopen beter te begrijpen hoe zijn uitbarstingen het zonnestelsel in reizen, het creëren van een bel van activiteit rond de zon in onze melkweg die bekend staat als de heliosfeer. Dit kan natuurlijk ruimteweer creëren hier op aarde, dus het bestuderen ervan is belangrijk voor onze eigen planeet.

'Een van de ideeën die we hebben is om metingen te doen van het magnetische veld van de zon in actieve gebieden in de equatoriale gordel van de zon, ' zei professor Keppens. 'Die data gaan we extrapoleren naar de corona, en gebruik vervolgens simulaties om te proberen na te bootsen hoe sommige van deze uitbarstingen plaatsvinden en zich ontwikkelen tot in de heliosfeer.'

Dus, Solar Orbiter geeft ons niet alleen een beter begrip van de zon zelf, maar ook hoe het planeten zoals de aarde beïnvloedt. Naast de allereerste afbeeldingen van de polen en de dichtstbijzijnde afbeeldingen van het oppervlak, Solar Orbiter zal ons een ongekend inzicht geven in hoe de ster die we thuis noemen, echt werkt.