С тех пор, как Люси Грин впервые посмотрела на Солнце через солнечный телескоп, она была очарована тем, как узнать, как это работает. Хотя наша ближайшая звезда за многие годы раскрыла многие свои секреты, нам еще многое предстоит узнать об огромном плазменном шаре, который обеспечивает наше тепло и свет. Работая в Университетском колледже Лондона в Лаборатории космических наук Mullard, а также в космических агентствах, таких как NASA и Европейское космическое агентство, Грин участвует в нескольких захватывающих проектах, чтобы узнать больше о нашей ведущей звезде. От изучения гигантских извержений на ее поверхности до измерения сильных солнечных ветров, она надеется, что сможет ответить на некоторые из самых больших вопросов, касающихся не только Солнца, но и всей вселенной. Мы встретились с ней, чтобы обсудить, как она планирует стать ближе к сердцу нашей Солнечной системы, чем когда-либо прежде.
Когда вы впервые заинтересовались изучением деятельности нашей ближайшей звезды?
Переломным моментом для меня стал визит в Крымскую астрофизическую обсерваторию. Я учился там в качестве студента в поездке с опытом работы, организованной одним из моих преподавателей, и мы должны были использовать их большие телескопы для изучения рентгеновских двойных систем с большой массой, двухзвездных систем, которые выделяют много рентгеновских лучей. У нас также была экскурсия по сайту, и одна из дам показала нам солнечный телескоп, которым она управляла. Именно этот взгляд на солнце через ее телескоп заставил меня осознать, что я вообще ничего не знал о солнце. Видя его в свете водородной альфы, которая показывает вам особую часть его атмосферы, я понял, что это была гораздо более динамичная и интересная звезда, о которой я раньше думал.
Почему важно изучать Солнце?
Солнце - это звезда, которую мы можем изучить наиболее подробно, потому что это самая близкая нам звезда. Когда мы смотрим на Солнце, мы видим весь объект. Мы можем видеть поверхность, атмосферу, и мы можем различить определенные особенности, тогда как, когда вы смотрите на большинство других звезд, они просто точки света. Таким образом, Солнце становится чем-то вроде Розеттского Камня для других звезд. Мы можем разработать методы, чтобы понять, что происходит на Солнце, а затем применить их по всей вселенной. Другая причина в том, что солнечная активность оказывает влияние на нашу планету. Он управляет космической погодой, что может оказать негативное влияние на наши технологии.
«Активность Солнца следует 11-летнему циклу, и мы знаем, что это обусловлено эволюцией его магнитного поля»
Сколько мы уже знаем о том, как работает Солнце?
Мы наблюдаем Солнце с помощью телескопов более 400 лет и из космоса с 1940-х годов, поэтому у нас есть хорошее описание того, что делает Солнце. Сейчас мы пытаемся увидеть физические процессы, происходящие в меньших и меньших масштабах, которые мы не можем разглядеть нашими телескопами.
Еще одна вещь, которую мы хотим знать, это как работает солнечный цикл. Активность Солнца следует 11-летнему циклу, когда он поднимается и опускается, и мы знаем, что это обусловлено эволюцией магнитного поля Солнца. Однако, поскольку это происходит внутри Солнца, где его очень трудно исследовать, у нас нет полностью развитого физического понимания того, как оно действует как звезда.
Коронограф, показывающий выбросы от Солнца
Какая технология используется, чтобы попытаться ответить на эти вопросы?
На земле у нас есть детекторы, которые смотрят на Солнце в длинах волн света, которые проходят через атмосферу, таких как видимый свет и некоторые части радиоспектра. Затем мы можем также обнаружить частицы на Земле. Например, побочным продуктом процесса синтеза, который питает Солнце, являются частицы, называемые нейтрино, и вы можете измерить эти нейтрино на земле.
Мы также многое хотим сделать из космоса, в частности, сосредоточив внимание на частях солнечного излучения, которые мы не можем обнаружить на Земле. Например, длины волн света, такие как ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи, которые не проходят через атмосферу Земли.
Другое преимущество нахождения в атмосфере заключается в том, что мы получаем гораздо более четкое представление. Например, у нас есть телескопы, которые создают искусственные солнечные затмения, называемые коронографами, и они обычно летают в космосе. Используя эти коронографы, вы можете увидеть выбросы, которые Солнце посылает в Солнечную систему, и вы получите более четкое представление об одной из форм солнечной активности.
Над какими проектами вы сейчас работаете?
Один проект, над которым я работаю, это Solar Orbiter. Это действительно амбициозный проект, своего рода миссия, подобная Икару, лететь рядом с Солнцем и делать снимки крупным планом. Однако, как и при съемке изображений, космический корабль будет находиться в потоке материала, который постоянно выходит из Солнца, поэтому мы можем почувствовать его непосредственно, когда он омывает его.
Это позволит нам ответить на некоторые важные вопросы о Солнце. Например, Солнце производит сильный ветер, но мы точно не знаем, как оно получается. Солнечный орбитальный аппарат будет измерять ветер, который дует над космическим кораблем, поэтому мы сможем выяснить, из чего он сделан, его температуру, какое в нем магнитное поле, его характеристики, а затем попытаться понять больше информация о том, как образуется этот ветер.
«Космические телескопы могут создавать искусственные солнечные затмения, поэтому вы получаете более четкое представление о солнечной активности»
Впечатление художника о солнечном орбите © ESA
Как вы будете преодолевать трудности с приближением космического корабля к Солнцу?
Сторона, обращенная к Солнцу, нагреется до 600 градусов по Цельсию, и, как вы можете себе представить, это тепло не будет падать на ваши инструменты. Был разработан тепловой экран, который останавливает интенсивное излучение, падающее на основную часть космического корабля. Кроме того, поскольку орбита этого космического корабля приближается к Солнцу, а затем снова выводит его, его температура меняется с горячей на холодную и обратно, поэтому нам необходимо создать стабильную среду за этим теплозащитным экраном. Solar Orbiter имеет солнечные панели, которые будут наклоняться, чтобы вы могли регулировать количество света, падающего на них по мере приближения к Солнцу или от него.
Какие еще большие космические истории вас больше всего волновали в последнее время?
Марс сейчас для меня в центре внимания. Я работаю над миссией Европейского космического агентства по поездке на Марс, поэтому я всегда слежу за тем, на что смотрят роверы. Тогда есть Плутон и миссия «Новые горизонты». Изображения, сделанные этим космическим кораблем, абсолютно невероятны. Я не могу поверить, что на Плутоне есть плавучие горы и обширные азотные равнины. Они все еще загружают данные с космического корабля, поэтому я не могу дождаться, чтобы увидеть больше результатов.
Какой твой любимый факт о Солнце?
Я думаю, что солнечный свет, который мы видим, занимает около восьми минут, чтобы добраться до нас. Но он был создан недалеко от центра Солнца, и ему потребовалось около 170 000 лет, чтобы добраться от центра до поверхности. Это потому, что материал внутри Солнца очень отличается от материала между Солнцем и нами.
Лучшие советы астрономии Люси Грин
Изучите созвездия
«Начните с знакомства с ночным небом. Орион - мое любимое созвездие, потому что в нем есть все, включая звездообразующие области и звезды, которые были выброшены из созвездия в прошлом ».
Получить снаряжение
«Купите бинокль, а потом работайте, чтобы получить телескоп. Вы также можете получить большую поддержку и участвовать в волнении изучения астрономии, присоединившись к местному астрономическому обществу ».
Посмотри на луну
«Вы можете смотреть на Луну во время разных фаз и определять разные кратеры. Вы действительно можете почувствовать трехмерную природу поверхности, глядя на отбрасываемые тени. Я никогда не устану снимать бинокль и смотреть на Луну ».
Новая книга Люси Грин «15 миллионов градусов: путешествие в центр Солнца» вышла в свет.
15 миллионов градусов от Люси Грин
Откройте для себя более удивительные технологии в последнем выпуске Как это работает. Он доступен у всех хороших розничных продавцов, или вы можете заказать его онлайн в ImagineShop. Если у вас есть планшет или смартфон, вы также можете загрузить цифровую версию на свое устройство iOS или Android. Чтобы никогда не пропустить выпуск журнала « Как это работает », подпишитесь сегодня!
Кроме того, обязательно ознакомьтесь с нашими специальными программами, предназначенными только для цифровых устройств, такими как «Удивительные изобретения», «Исследуйте Марс» и «Путеводитель по галактике», которые можно загрузить прямо на ваше цифровое устройство!
Как работает Солнце?
20 удивительных фактов о звездах
Как Солнце вызывает времена года?