これがパーカーソーラープローブからの太陽の最初の画像です

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パーカーソーラープローブが打ち上げられてから124日、そして宇宙船が星にこれまで行ってきた最も近いアプローチを行ってから数週間です。現在、科学者はデータを接近して取得しています。ワシントンD.C.で開催された米国地球物理学連合の最近の会議で4人の研究者が、彼らが調査から学べることを望んでいることを共有しました。彼らは、パーカーソーラープローブからのデータが、太陽、コロナ、および太陽風に関する数十年前の質問に答えるのに役立つことを期待しています。

太陽を研究する科学者たちはこれを長い間期待しており、待つことには価値がありました。

「太陽物理学者たちは、このようなミッションが可能になるのを60年以上待ち続けてきました。私たちが解決したい太陽の謎はコロナで待っています。」 –ニコラフォックス、NASA本社のヘリオフィジックス部門のディレクター。

ワクワクするのは、PSPの最初の太陽の出会いの段階です。パーカーソーラープローブは、2018年10月31日から11月11日まで、太陽の最初の遭遇段階を完了し、太陽の外気であるコロナを高速で駆け抜け、4組の最先端の機器で前例のないデータを収集しました。 PSPは太陽を24回周回し、24の太陽の出会いの段階を迎えます。ミッション中、プローブは7つの金星重力アシストフライバイを使用して、太陽の周りの軌道を段階的に縮小します。

太陽に遭遇する各フェーズは、プローブが太陽から0.25 AU以内にあるときに発生します。その間、科学機器はデータを収集します。その間、プローブは極度の熱と放射に曝され、通信できなくなります。それが各フェーズを終了して初めて、地球物理学者が熟考するためにデータを地球に送り返すことができます。

「パーカーソーラープローブは、何十年も私たちを困惑させてきた太陽現象を理解するために不可欠な測定を私たちに提供しています。」 – Nour Raouafi、PSPプロジェクトサイエンティスト、JHU / APL。

最初の太陽の出会いの段階は完了し、ミッションにはまだやらなければならない仕事がたくさんありますが、パーカーの科学者たちは、ワシントンDCのアメリカ地球物理学連合でのミッションから学びたいことのいくつかを共有しました。

PSPミッションが設計されたとき、科学者は太陽物理学に関する3つの重要な質問に取り組みたいと考えました。

太陽の外気であるコロナは、下の目に見える表面の約300倍の温度にどのように加熱されていますか？
私たちが観測している高速まで太陽風はどのように急速に加速されていますか？
太陽の最もエネルギッシュな粒子のいくつかは、光速の半分以上で太陽から遠ざかるのですか？

メリーランド州ローレルにあるジョンズホプキンス大学応用物理研究所のパーカーソーラープローブプロジェクトサイエンティストであるヌールラウアフィ氏は、次のように述べています。「リンクを閉じるには、太陽コロナと若い太陽風のローカルサンプリングが必要であり、パーカーソーラープローブはまさにそれを行っています。」

PSPほど太陽に接近した宇宙船はありません。そのため、科学者はデータから何が期待できるかを正確に知りません。彼らは何を学びたいのかを知っていますが、確信が持てません。

「私たちはデータを取得するまで、太陽に非常に近いところに何が期待できるかわからないので、おそらくいくつかの新しい現象が見られるでしょう」とRaouafiは言いました。「パーカーは探査ミッションです。新たな発見の可能性は非常に大きいです。」

PSPのレポートは、最初の科学フェーズが質の高いデータを収集したことを示唆しています。これは、金星の接近により、探査機が惑星のいくつかの測定値を取得し、計器が機能していたことを確認できたことが原因の1つです。サイエンスフェーズ1のデータの一部はダウンロードされていますが、太陽物理学者はすべてを手に入れるまで待つ必要があります。ミッションプロファイルの課題のため、この遭遇からの科学データの一部は、2019年4月にミッションが2回目の太陽に遭遇するまでダウンリンクしません。

パーカーソーラープローブだけが太陽を研究している宇宙船ではありません。その他の技術には、SOHO（太陽系太陽天文台）、SDO（太陽力学天文台）、およびSTEREO-A（太陽と地上の関係天文台）宇宙船があります。しかし、これら3つは重要な科学を行っているにもかかわらず、PSPほど太陽に近づいていません。

メリーランド州グリーンベルトにあるNASAのゴダード宇宙飛行センターの太陽物理学者であるTerry Kucera氏は、「パーカーソーラープローブはこれまで訪れたことのない地域に行く予定です」と述べました。「その間、遠くから見ると、パーカーソーラープローブ周辺の複雑な環境を動かしている太陽のコロナを観察できます。」

下のgifは、NASAの太陽と地球の関係観測所（STEREO-A）の前の宇宙船からの実際のデータと、2018年11月の最初の太陽の出会いの段階で太陽の外気を飛行するパーカーソーラープローブの位置を示しています。これらの画像は、パーカーソーラープローブの観測を理解するための主要なコンテキスト。（画像クレジット：NASA / STEREO）

太陽を研究している各宇宙船は、他の人が見るものに異なるコンテキストと視点を提供します。 PSPは0.25 AU以内に移動しますが、STEREOは太陽を約1 AUで周回します。 SDOは地球同期地球軌道にあり、SOHOは太陽と地球のラグランジュ1点の周りのハロー軌道にあります。

「STEREOミッションは、さまざまな場所から太陽圏を観測することであり、パーカーもその一部です。これまでにない視点から測定を行うことです」とKucera氏は述べています。

科学は漸進的であり、PSPの科学者は、太陽への作用のモデルにおける漸進的な改善は、たとえ私たちの質問に対する具体的な回答を得られなくても、PSPの仕事の一部であることを指摘したいのです。

モデルは、太陽の基礎となる物理学に関する理論をテストするための良い方法です。コロナ加熱を説明する特定のメカニズムに依存するシミュレーションを作成することにより（たとえば、アルフベン波と呼ばれる特定の種類のプラズマ波）、科学者はパーカーソーラープローブからの実際のデータに対してモデルの予測をチェックし、それらが並んでいるかどうかを確認できます。もしそうなら、それは根本的な理論が実際に起こっていることかもしれないことを意味します。そうでない場合、それは設計図に戻ります。

「皆既日食時の太陽コロナの構造を予測するのに多くの成功を収めてきました」とライリーは言いました。「Parker Solar Probeは、モデルとモデルに組み込まれた理論をさらに制約する前例のない測定を提供します。」

PSPの記録的な速さは、その作業にとって非常に重要です。

太陽は地球から見ると約27日ごとに1回回転し、その活動の大部分を駆動する太陽構造が太陽とともに移動します。科学者にとって問題となるのは、観察された変動が活動を生み出す領域への実際の変化（時間的変動）によって引き起こされるのか、または単に新しいソース領域から太陽物質を受け取ることによって引き起こされるのか（空間的変動）が確信できないためです。。 PSPの速度は、その問題を追い越すことができることを意味します。

下のgifは、パーカーソーラープローブのWISPR装置の視点を重ねて、太陽風が太陽からどのように流出するかを示すモデルです。
クレジット：Predictive Science Inc.

ある時点で、Parker Solar Probeは太陽の回転速度とほぼ正確に一致するのに十分な速度で移動しています。つまり、パーカーは太陽の1つの領域を短時間「ホバリング」します。科学者は、この期間中のデータの変化は太陽の回転ではなく実際の太陽の変化によって引き起こされていると確信することができます。

パーカーソーラープローブは、NASAのLiving with a Starプログラムの一部であり、生命と社会に直接影響する太陽地球システムの側面を調査します。