Πιστωτική εικόνα: NASA / JHUAPL / SwRI
Το όργανο Solar Wind Around Pluto (SWAP) στο διαστημικό σκάφος New Horizons έχει σχεδιαστεί για να μετρά τις αλληλεπιδράσεις του Πλούτωνα και του Charon με τον ηλιακό άνεμο, το ρεύμα υψηλής ταχύτητας φορτισμένων σωματιδίων που ρέουν έξω από τον ήλιο. Η κατανόηση αυτών των αλληλεπιδράσεων θα επεκτείνει τη γνώση των ερευνητών σχετικά με τις αστροφυσικές διεργασίες που επηρεάζουν αυτά τα σώματα και το τμήμα του ηλιακού συστήματος.
Η διαστημική επιστημονική κοινότητα κατανοεί τα άκρα (που ονομάζονται οριακές καταστάσεις) των αλληλεπιδράσεων με τον ηλιακό άνεμο με πλανήτες, κομήτες και άλλα σώματα, αλλά κανείς δεν ξέρει τι είδους αλληλεπίδραση υπάρχει στον Πλούτωνα. Ο κομήτης Borrelly αντιπροσωπεύει μια ισχυρή αλληλεπίδραση με τον ηλιακό άνεμο, ενώ η Αφροδίτη αντιπροσωπεύει μια αδύναμη.
«Περιμένουμε ότι οι αλληλεπιδράσεις με τον ηλιακό άνεμο στο Πλούτωνα θα βρίσκονται κάπου μεταξύ των ισχυρών και αδύναμων άκρων», λέει ο κύριος ερευνητής της SWAP, Δρ David J. McComas, ανώτερος εκτελεστικός διευθυντής του Southwest Research Institute; (SwRI;).
Μετά τη λήψη μετρήσεων στον Πλούτωνα, οι ερευνητές σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα SWAP για να καθορίσουν βασικές παραμέτρους για το σύστημα. Για παράδειγμα, όταν οι ερευνητές γνωρίζουν πώς βγαίνει τέτοιο υλικό από τον Πλούτωνα, μπορούν στη συνέχεια να εκτιμήσουν το μέγεθος της ατμόσφαιρας του Πλούτωνα που διαφεύγει στο διάστημα. Αυτό θα αποκαλύψει γνώσεις για τη δομή και το πεπρωμένο της ίδιας της ατμόσφαιρας.
Η SWAP θα συνεχίσει να λαμβάνει παρόμοιες μετρήσεις στο Charon και τουλάχιστον σε ένα αντικείμενο ζώνης Kuiper. Ωστόσο, η ομάδα αναμένει ότι αυτές οι αλληλεπιδράσεις θα είναι πολύ πιο αδύναμες μόνο και μόνο επειδή οι ατμόσφαιρες αυτών των αντικειμένων αναμένεται να είναι λιγότερο εκτεταμένες και δεν είναι πιθανό να εκπέμπουν πολύ υλικό.
Ένα άλλο από τα πολλά μυστήρια του Πλούτωνα είναι όπου οι αλληλεπιδράσεις του ηλιακού ανέμου θα συμβούν γύρω από τον πλανήτη, οπότε η επιστήμη σχεδιάζει να ζητήσει από το SWAP να λαμβάνει συνεχείς μετρήσεις καθώς πλησιάζει και περνά τον Πλούτωνα.
«Γνωρίζουμε πότε και πού να χρησιμοποιήσουμε μερικά από τα όργανα για να τραβήξουμε μια εικόνα ή μια μέτρηση στον Πλούτωνα», λέει ο McComas. «Οι αλληλεπιδράσεις με τον ηλιακό άνεμο, ωστόσο, αποτελούν μια μεγάλη πρόκληση επειδή προσπαθούμε να μετρήσουμε αυτό το αόρατο πράγμα που περιβάλλει τον Πλούτωνα σε μια αβέβαιη απόσταση από αυτό».
«Η επιστήμη που περιμένουμε να κάνει το SWAP είναι αδύνατο να επιτευχθεί χωρίς να πάμε στην Πλούτωνα-Χάρον και να δειγματοληψήσουμε άμεσα το περιβάλλον της. Αυτή η ικανότητα είναι κάτι που πρωτοπορεί η NASA και το οποίο, μέχρι σήμερα, μόνο οι Ηνωμένες Πολιτείες μπορούν να κάνουν », λέει ο Δρ Alan Stern, κύριος ερευνητής των New Horizons και εκτελεστικός διευθυντής της SwRI.
Οι απίστευτες αποστάσεις του Πλούτωνα από τον ήλιο απαιτούσαν από την ομάδα SWAP να κατασκευάσει το μεγαλύτερο όργανο διαφράγματος που χρησιμοποιήθηκε ποτέ για τη μέτρηση του ηλιακού ανέμου. Επιτρέπει στο SWAP να κάνει μετρήσεις ακόμα και όταν ο ηλιακός άνεμος είναι πολύ αδύναμος. Το όργανο συνδυάζει επίσης έναν αναλυτή δυναμικού επιβράδυνσης (RPA) με έναν ηλεκτροστατικό αναλυτή (ESA) για να επιτρέπει εξαιρετικά λεπτές, ακριβείς μετρήσεις ενέργειας του ηλιακού ανέμου.
«Εάν η αλληλεπίδραση μεταξύ του Πλούτωνα και του ηλιακού ανέμου αποδειχθεί πολύ μικρή, ο συνδυασμός RPA και ESA θα μας επιτρέψει να μετρήσουμε τις ελάχιστες αλλαγές στην ταχύτητα του ηλιακού ανέμου», λέει ο Scott Weidner, ο διευθυντής οργάνων SWAP και ένας κύριος επιστήμονας της SwRI.
Τα διάφορα όργανα του New Horizons σχεδιάστηκαν και κατασκευάζονται ανεξάρτητα, ωστόσο αναμένεται να συνεργαστούν για να αποκαλύψουν σημαντικές νέες γνώσεις για τον Πλούτωνα, τον Χάρον και τους γείτονές τους στη ζώνη Kuiper. Το SWAP μετρά χαμηλές ενεργειακές αλληλεπιδράσεις, όπως αυτές που προκαλούνται από τον ηλιακό άνεμο. Το συμπλήρωμά του, το Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Research, ή το PEPSSI, θα εξετάσει σωματίδια υψηλότερης ενέργειας, όπως ιόντα συλλογής. Η κορυφή της ενεργειακής εμβέλειας SWAP μπορεί να μετρήσει μερικά ιόντα παραλαβής και το PEPSSI παίρνει εκεί που σταματά το SWAP για να δει τις υψηλότερες ενεργειακές αλληλεπιδράσεις.
Ο ήλιος και ο ηλιακός του άνεμος επηρεάζουν ολόκληρο το ηλιακό σύστημα και θα πρέπει να δημιουργήσουν ενδιαφέρουσες επιστημονικές ευκαιρίες για το SWAP καθ 'όλη τη διάρκεια του προγραμματισμένου εννιαετούς ταξιδιού του στον Πλούτωνα. Το SWAP θα λειτουργεί για περισσότερο από ένα μήνα κάθε χρόνο και θα δειγματίζει ιόντα ηλιακής σφαίρας που προέρχονται από τον διαστρικό χώρο και ιονίζονται όταν πλησιάζουν στον ήλιο. Άλλα ιόντα παραλαβής προέρχονται από υλικό μέσα στο ηλιακό σύστημα. Οι ερευνητές έχουν δείξει ότι ακόμη και συγκρούσεις μεταξύ αντικειμένων ιμάντα Kuiper έχουν ως αποτέλεσμα μικροσκοπικούς κόκκους που παρασύρονται προς τον ήλιο, εξατμίζονται και ιονίζονται. Το διαστημικό σκάφος Cassini, όταν φτάνει στον Κρόνο τον Ιούλιο, θα επιτρέψει στους ερευνητές να παρατηρήσουν
Αυτά τα λεγόμενα ιόντα παραλαβής «εξωτερικής πηγής» σε 10 αστρονομικές μονάδες (AU, η απόσταση από τη Γη έως τον ήλιο), την περιοχή όπου πιστεύεται ότι ξεκινούν τα ιόντα παραλαβής από την εξωτερική πηγή.
«Θα φτάσουμε στα 30 AU πριν φτάσουν οι New Horizons στον Πλούτωνα. Ενώ στοχεύουμε σε ένα αντικείμενο ζώνης Kuiper, θα μπορούσαμε να είμαστε οπουδήποτε από 30 έως 50 AU, όπου η επιρροή των ιόντων ηλιόσφαιρας γίνεται ολοένα και μεγαλύτερη στον ηλιακό άνεμο », λέει ο McComas. «Στο ταξίδι προς τον Πλούτωνα, θα είμαστε σε θέση να επικυρώσουμε ή να απορρίψουμε τη θεωρία της εξωτερικής πηγής, η οποία είναι μια συναρπαστική προθέρμανση για την επίτευξη του ίδιου του Πλούτωνα».
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων SWRI
