A halálos sugárzás elleni védelme olyan, mint egy atomreaktoré. A NASA 2018 augusztusában indított űreszköze pedig folyamatosan küldi azokat az adatokat, amelyek újraírják az asztrofizika-tankönyveket.
Az Eugene Parkerről elnevezett szonda olyan közel merészkedett a Naphoz, hogy a kutatók teljesen ledöbbentek. Amit a műszerek a naplégkörben rögzítettek, az ellentmond mindannak, amit az elmúlt évszázadban a diákoknak tanítottak.
A paradoxon, ami zavarba ejtette a tudományt
A csillagászokat az 1940-es évek óta gyötrő kérdést „napkorona-fűtési paradoxonnak” nevezik. Bár a kérdés végtelenül egyszerűnek hangzik, a magyarázata hihetetlenül bonyolult.
Ha a Nap felszínének hőmérséklete körülbelül 5500 Celsius-fok, akkor miért hevül fel a légköre – a napkorona – több millió fokra? A fizika minden törvénye szerint ennek lehetetlennek kellene lennie. A hőenergia nem áramolhat egy hidegebb tárgy felől egy forróbb felé.
Képzeld el a helyzetet itt a Földön: ott állsz egy tábortűz mellett. Közvetlenül a lángokban 1000 fok van. A tűztől egy centiméterre a hőmérséklet 5500 fokra emelkedik. Ám a tűz felett egy méterrel hirtelen 10 millió fokot mérsz. Ez fizikailag képtelenség. Ellentmond a termodinamika minden általunk ismert törvényének.
A tények azonban tények maradnak. A NASA ezért úgy döntött, hogy útnak indít egy speciális szondát, hogy megfejtse ezt az űrbéli rejtélyt.
Négy protokoll a túlélésért
Az űrszonda mindössze 685 kilogrammot nyom – nagyjából akkora, mint egy kisebb autó. Hőpajzsa 12 centiméter vastag szénhabból készült. Ennek a vékony, de hatékony gátnak köszönhetően a műszerek a belsejében körülbelül 30 Celsius-fokos hőmérsékletben dolgoznak – ami kényelmes környezet az elektronika számára.
De hogyan is működik ez ilyen extrém körülmények között?
Először is, a hővédő pajzs a napsugárzás több mint 99 százalékát visszaveri. Egy speciális fehér bevonat visszasugározza az energiát az űrbe. Másodszor, a pajzs alatt egy különleges hűtőfolyadék kering, amely elnyeli a maradék hőt. Harmadszor, maga az eszköz olyan óriási sebességgel halad, hogy a napszél egyszerűen megkerüli, ahogy a víz folyik körbe a kövek körül a folyóban. És negyedszer – ami a legfontosabb –, a szonda gravitációs manővereket végez a Vénusz körül, a bolygó vonzását használva a lassításhoz, majd az újbóli gyorsításhoz egy Naphoz közelebbi pályára.
Az utolsó elhaladás 2024. december 24-én történt. A szonda ekkor küldte vissza azokat az adatokat, amelyek teljesen megváltoztatták a naplégkör szerkezetéről alkotott képünket.
A felfedezés, ami mindent megváltoztatott
A Nap felszínétől 6,1 millió kilométerre a Parker műszerei teljesen váratlan szerkezeteket észleltek. A tudósok „Alfvén-hullámoknak” nevezték el őket – ezek a mágneses mező hullámai, amelyek rendkívüli sebességgel mozognak.
Ezek a hullámok elég erősnek bizonyultak ahhoz, hogy energiát szállítsanak a koronán keresztül. Az előzetes elemzések azt mutatják, hogy valószínűleg ez a paradoxon egyik fő oka. A Nap mágneses tere folyamatosan rezeg és vibrál, hullámokat keltve. Ezek a hullámok úgy működnek, mint egy mikrohullámú sütő: felhevítik a plazmát a koronarétegben.
A Parker felfedezései azonban nem korlátozódtak csupán a hullámokra. A szonda más jelenségeket is felfedezett – a mágneses átfordulásokat. Ezek olyan pontok, ahol a mágneses erővonalak váratlanul irányt váltanak, helyi turbulenciát hozva létre. Pontosan ezeken a pontokon szabadul fel hatalmas mennyiségű energia hő és részecskék formájában.
Egy több mint 50 országból – köztük az USA-ból, Oroszországból, Európából, Japánból és Kínából – álló nemzetközi együttműködés közösen elemzi ezeket a történelmi jelentőségű adatokat. Minden egyes nap új kérdéseket és lehetséges válaszokat hoz.
Miért kritikusan fontos ez?
Annak megértése, hogy pontosan hogyan hevíti a Nap a saját légkörét, óriási gyakorlati jelentőséggel bír a földi élet szempontjából. E folyamatok ismerete lehetővé teszi a napkitörések és a koronakidobódások pontosabb előrejelzését – ezek olyan katasztrofális események, amelyek tönkretehetik a műholdakat, megzavarhatják a rádiókommunikációs rendszereket, sőt, akár a bolygó elektromos hálózataiban is kárt tehetnek.
Ezenkívül a napfizika megértése segít abban is, hogy jobban tanulmányozhassuk és megjósolhassuk az Univerzum más csillagainak viselkedését. Ha a saját Napunk működési mechanizmusát nem tudjuk teljesen megfejteni, hogyan tudnánk helyesen értelmezni az exobolygó-rendszerekről és a Földön kívüli élet kereséséről szóló adatokat?
Mik a további tervek?
A Parker szonda programja még további 24 keringést céloz meg a Nap körül. Minden egyes körrel még közelebb kerül csillagunkhoz. A küldetés végső célja, hogy 6 millió kilométernél is közelebb kerüljön a Nap felszínéhez, mélyebbre hatolva a napkoronába, mint valaha bármi.
A begyűjtött adatokat folyamatosan továbbítja az irányítóközpontokba, így a tudósok valós időben követhetik nyomon a mágneses szerkezetek és a hőfolyamatok változásait.
Az orosz Roszkoszmosz is dolgozik a saját Nap-misszióján, amelyet a következő években indíthatnak útnak, független tudományos mérésekkel egészítve ki az összképet.
Már most világossá vált: a Parker nem egyszerűen csak megérinti a Napot, hanem átírja a csillagfizikáról alkotott tudásunk történetét.
Mit gondolsz: a Parker végre feltárja a koronahőmérsékleti paradoxon teljes megoldását, vagy még mélyebb titkok rejtőznek ott?
Írd meg a véleményedet kommentben!
