태양계 이야기 938 - 태양 코로나에 다녀온 파커 솔라 프로브 이야기

 (A Spacecraft Has “Touched” the Sun for the First Time. Credit: NASA / Johns Hopkins APL / Ben Smith)

(As Parker Solar Probe ventures closer to the Sun, it’s crossing into uncharted regimes and making new discoveries. This image represents Parker Solar Probe's distances from the Sun for some of these milestones and discoveries.

Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/Mary P. Hrybyk-Keith)

(As Parker Solar Probe passed through the corona on encounter nine, the spacecraft flew by structures called coronal streamers. These structures can be seen as bright features moving upward in the upper images and angled downward in the lower row. Such a view is only possible because the spacecraft flew above and below the streamers inside the corona. Until now, streamers have only been seen from afar. They are visible from Earth during total solar eclipses.

Credits: NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory)

 2018년 태양을 탐사하기 위해서 발사된 파커 솔라 프로브 (Parker Solar Probe)의 첫 태양 코로나 탐사 연구 결과가 저널 Physical Review Letters에 발표됐습니다. 파커 솔라 프로브는 길쭉한 타원 궤도를 돌면서 주기적으로 태양에 매우 근접하는데, 지난 2021년 4월 28일에는 태양 반지름의 18.8배에 달하는 1300만km 떨어진 지점까지 접근했습니다. 이때 파커 솔라 프로브는 태양 대기의 가장 외곽 경계인 알벤 경계면 (Alfvén critical surface)을 지나 태양 대기에 진입한 것으로 보입니다. 다시 말해 인류 역사상 최초로 코로나 안쪽으로 들어갔습니다. 

 파커 솔라 프로브: https://blog.naver.com/jjy0501/221323189040

(For the first time in history, a spacecraft has touched the Sun. NASA’s Parker Solar Probe has now flown through the Sun’s upper atmosphere – the corona – and sampled particles and magnetic fields there.

Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/Joy Ng)

 알벤 경계는 태양의 자기장이 강력하게 작용하는 경계면으로 여기서는 태양에서 나오는 입자가 태양에 잡혀 있어 속도도 느리고 쉽게 빠져나오지 못합니다. 반면 이 경계를 지나면 그때부터는 태양 입자가 빠르게 직진하는 태양풍이 되며 다시는 태양권으로 돌아오지 못합니다. 여기를 태양 대기권의 경계로 봐도 무방한 이유입니다. 파커 솔라 프로브는 여기서 태양의 강력한 자기장에 의해 꼬이는 스위치백(switchback) 현상을 포함해 강력한 자기장을 실제로 관측했습니다. (위 영상에서 2분 40초 이후 확인)

 하지만 파커 솔라 프로브의 모험은 이제 중간 지점을 지났을 뿐입니다. 앞서 소개한 것처럼 파커 솔라 프로브는 금성 플라이바이를 통해 계속해서 속도를 높여 2025년에는 마침내 태양에서 690만km 떨어진 지점까지 진출할 계획입니다. 이때의 속도는 인간이 만든 어떤 우주선보다 빠른 초속 192km에 도달합니다. 

 이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/222331432620

 과학자들은 이를 통해 코로나와 태양의 수많은 비밀들을 파헤칠 것입니다. 예를 들어 코로나가 왜 태양 자체보다 훨씬 뜨거운 섭씨 수백도의 고온인지를 밝힐 수 있는 결정적 단서가 나올 수 있습니다. 앞으로 파커 솔라 프로브가 어떤 정보를 전해줄지 기대됩니다. 

 참고 

https://phys.org/news/2021-12-parker-solar-probe-spacecraft-sun.html

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/nasa-enters-the-solar-atmosphere-for-the-first-time-bringing-new-discoveries

J. C. Kasper et al, Parker Solar Probe Enters the Magnetically Dominated Solar Corona, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.255101