Το διαστημικό σκάφος Interstellar Boundary Explorer (IBEX) της NASA έκανε τις πρώτες παρατηρήσεις των γρήγορων ατόμων υδρογόνου που προέρχονται από το φεγγάρι, μετά από δεκαετίες εικασίες και αναζητώντας την ύπαρξή τους. Ξεκίνησε τον περασμένο Οκτώβριο, το IBEX έχει αποστολή να απεικονίσει και να χαρτογραφήσει τις δυναμικές αλληλεπιδράσεις που προκαλούνται από τον ζεστό ηλιακό άνεμο που χτυπάει στην κρύα έκταση του χώρου. Αλλά καθώς η ομάδα IBEX ανέθεσε στο διαστημικό σκάφος, ανακάλυψαν τη ροή ουδέτερων ατόμων υδρογόνου που προκαλούνται από τον ηλιακό άνεμο που διασκορπίζεται από την επιφάνεια του φεγγαριού.
Ο ανιχνευτής που έκανε την ανακάλυψη, που ονομάζεται IBEX-Hi, σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από το Southwest Research Institute και το Los Alamos National Labs για τη μέτρηση σωματιδίων που κινούνται με ταχύτητες από 0,5 εκατομμύρια έως 2,5 εκατομμύρια μίλια την ώρα.
«Αμέσως μετά την ενεργοποίηση του IBEX-Hi, το φεγγάρι έπεσε ακριβώς μέσα από το οπτικό πεδίο του, και εκεί ήταν», λέει ο Δρ David J. McComas, κύριος ερευνητής του IBEX και βοηθός αντιπρόεδρος της SwRI Space Science και Μηχανική Διεύθυνση, όπου κατασκευάστηκε κυρίως ο ανιχνευτής σωματιδίων IBEX-Hi. "Το όργανο ανάβει με ένα σαφές σήμα των ουδέτερων ατόμων που ανιχνεύονται καθώς διασκορπίστηκαν από το φεγγάρι."
Ο ηλιακός άνεμος, το υπερηχητικό ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που ρέει έξω από τον ήλιο, κινείται στο διάστημα προς κάθε κατεύθυνση με ταχύτητες περίπου ενός εκατομμυρίου μίλι / ώρα. Το ισχυρό μαγνητικό πεδίο της Γης προστατεύει τον πλανήτη μας από τον ηλιακό άνεμο. Το φεγγάρι, με το σχετικά αδύναμο μαγνητικό πεδίο, δεν έχει τέτοια προστασία, προκαλώντας τον ηλιακό άνεμο να χτυπήσει στην ηλιόλουστη πλευρά του φεγγαριού.
Από το πλεονεκτικό σημείο της σε τροχιά υψηλής γης, το IBEX βλέπει περίπου το ήμισυ του φεγγαριού - το ένα τέταρτο είναι σκοτεινό και βλέπει το βράδυ (μακριά από τον ήλιο), ενώ το άλλο τέταρτο βλέπει την ημέρα (προς τον ήλιο). Τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου επηρεάζουν μόνο την ημέρα, όπου τα περισσότερα είναι ενσωματωμένα στην σεληνιακή επιφάνεια, ενώ μερικά διασκορπίζονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Τα διεσπαρμένα αυτά γίνονται ως επί το πλείστον ουδέτερα άτομα σε αυτήν τη διαδικασία ανάκλασης, συλλέγοντας ηλεκτρόνια από τη σεληνιακή επιφάνεια.
Η ομάδα IBEX εκτιμά ότι μόνο περίπου το 10% των ηλιακών ιόντων ανέμου αντανακλούν από την ηλιόλουστη πλευρά του φεγγαριού ως ουδέτερα άτομα, ενώ το υπόλοιπο 90 τοις εκατό είναι ενσωματωμένο στην σεληνιακή επιφάνεια. Τα χαρακτηριστικά της σεληνιακής επιφάνειας, όπως σκόνη, κρατήρες και βράχοι, παίζουν ρόλο στον προσδιορισμό του ποσοστού των σωματιδίων που ενσωματώνονται και του ποσοστού των ουδέτερων σωματιδίων, καθώς και της κατεύθυνσης του ταξιδιού τους, που διασκορπίζονται.
Ο McComas λέει ότι τα αποτελέσματα ρίχνουν επίσης φως στη διαδικασία «ανακύκλωσης» που πραγματοποιείται από σωματίδια σε όλο το ηλιακό σύστημα και πέρα από αυτό. Ο ηλιακός άνεμος και άλλα φορτισμένα σωματίδια επηρεάζουν τη σκόνη και τα μεγαλύτερα αντικείμενα καθώς ταξιδεύουν στο διάστημα, όπου επανασυνδέονται και επανεπεξεργάζονται ως ουδέτερα άτομα. Αυτά τα άτομα μπορούν να ταξιδέψουν σε μεγάλες αποστάσεις προτού αφαιρεθούν τα ηλεκτρόνια τους και γίνουν ιόντα και η περίπλοκη διαδικασία ξεκινά ξανά.
Οι συνδυασμένες διεργασίες σκέδασης και εξουδετέρωσης που παρατηρούνται τώρα στο φεγγάρι έχουν επιπτώσεις για αλληλεπιδράσεις με αντικείμενα σε όλο το ηλιακό σύστημα, όπως αστεροειδείς, αντικείμενα Kuiper Belt και άλλα φεγγάρια. Μπορούν επίσης να συναχθούν οι αλληλεπιδράσεις πλάσματος-επιφάνειας που συμβαίνουν στο πρωτόστρωμα νεφέλωμα, η περιοχή του διαστήματος που σχηματίζεται γύρω από πλανήτες και αστέρια - καθώς και εξωπλανήτες, πλανήτες γύρω από άλλα αστέρια -.
Η πρωταρχική αποστολή της IBEX είναι να παρατηρήσει και να χαρτογραφήσει τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις που συμβαίνουν στην άκρη του ηλιακού συστήματος, όπου τα εκατομμύρια μίλια ανά ώρα ηλιακός άνεμος διασχίζει το διαστρικό υλικό από τον υπόλοιπο γαλαξία. Το διαστημικό σκάφος μεταφέρει τους πιο ευαίσθητους ανιχνευτές ουδέτερων ατόμων που έχουν πετάξει ποτέ στο διάστημα, επιτρέποντας στους ερευνητές να μετρήσουν όχι μόνο την ενέργεια των σωματιδίων, αλλά και να κάνουν ακριβείς εικόνες από πού προέρχονται.
Και το διαστημικό σκάφος μόλις ξεκινά. Προς το τέλος του καλοκαιριού, η ομάδα θα κυκλοφορήσει τον πρώτο χάρτη παντός ουρανού του διαστημικού σκάφους που δείχνει τις ενεργητικές διεργασίες που συμβαίνουν στην άκρη του ηλιακού συστήματος. Η ομάδα δεν θα σχολιάσει έως ότου ολοκληρωθεί η εικόνα, αλλά ο McComas υπαινίσσεται: "Δεν μοιάζει με κανένα από τα μοντέλα."
Η έρευνα δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Γεωφυσικές Ερευνητικές Επιστολές.
Πηγή: Southwest Research Institute
