NASA: n Interstellar Boundary Explorer (IBEX) -aluksen alus on tehnyt ensimmäiset havainnot kuusta tulevista nopeista vetyatomeista, vuosikymmenien mittaisen spekuloinnin ja niiden olemassaolon etsimisen jälkeen. Viime lokakuussa avattu IBEX on tehtävä kuvaamaan ja kartoittamaan dynaamiset vuorovaikutukset, joita kuuma auringontuuli aiheuttaa kylmään avaruusalueeseen. Mutta kun IBEX-tiimi tilasi avaruusaluksen, he löysivät neutraalien vetyatomien virran, jonka aiheuttavat auringon tuuli hajottamassa kuun pinnasta.
Southwest Research Institute ja Los Alamos National Labs suunnittelivat ja rakensivat löytöksen tehneen detektorin, nimeltään IBEX-Hi, mittaamaan hiukkasia, jotka liikkuvat nopeudella 0,5 - 2,5 miljoonaa mailia tunnissa.
"Heti kun IBEX-Hi oli kytketty päälle, kuu tapahtui kulkevan suoraan näkökentänsä läpi, ja siellä he olivat", sanoo tohtori David J. McComas, IBEX: n päätutkija ja apulaisjohtaja SwRI Space Science and Engineering Division, johon pääasiassa rakennettiin IBEX-Hi-hiukkasdetektori. "Instrumentti syttyi selkeällä signaalilla siitä, että neutraalit atomit havaittiin, kun ne palasivat takaisin kuuhun."
Auringon tuuli, latautuneiden hiukkasten ylimääräinen virta, joka virtaa auringosta, liikkuu avaruuteen joka suuntaan noin miljoonan mph nopeudella. Maan voimakas magneettikenttä suojaa planeettamme aurinkotuulilta. Kuulla, sen suhteellisen heikolla magneettikentällä, ei ole tällaista suojaa, aiheuttaen auringon tuulen iskua kuun auringonpuolelle.
IBEX näkee korkean maan kiertoradallaansa suunnilleen puolet kuusta - neljäsosa siitä on pimeää ja osoittaa yöllä (poissa auringosta), kun taas toinen neljäsosa on kohti päiväpohjaa (kohti aurinkoa). Auringon tuulen hiukkaset vaikuttavat vain päivän puolelle, jossa suurin osa niistä on upotettu kuun pintaan, kun taas osa hajoaa eri suuntiin. Hajonneista tulee enimmäkseen neutraaleja atomeja tässä heijastusprosessissa poimimalla elektroneja kuun pinnalta.
IBEX-ryhmän arvioiden mukaan vain noin 10 prosenttia auringon tuuli-ioneista heijastaa kuun aurinkoista puolta neutraalina atomeina, kun taas loput 90 prosenttia on upotettu kuun pintaan. Kuun pinnan ominaisuuksilla, kuten pöly, kraatterit ja kivet, on merkitys upotettavien hiukkasten prosenttimäärän ja neutraalien hiukkasten prosenttimäärän sekä niiden kulkusuunnan määrittämisessä.
McComasin mukaan tulokset valaisevat myös hiukkasten suorittamaa ”kierrätysprosessia” koko aurinkokunnassa ja sen ulkopuolella. Auringon tuuli ja muut varautuneet hiukkaset vaikuttavat pölyyn ja suurempiin esineisiin, kun ne kulkevat avaruuden läpi, missä ne palautuvat takaisin ja prosessoidaan neutraaleiksi atomiksi. Nämä atomit voivat kulkea pitkiä matkoja ennen kuin heidät poistetaan elektroneistaan ja niistä tulee ioneja ja monimutkainen prosessi alkaa uudestaan.
Yhdistetyillä sironta- ja neutralointiprosesseilla, joita nyt havaitaan kuussa, on vaikutuksia vuorovaikutukseen aurinkojärjestelmän kohteiden, kuten asteroidien, Kuiper Belt -objektien ja muiden kuiden kanssa. Voidaan päätellä myös plasma-pinnan vuorovaikutuksista, jotka tapahtuvat prototähtisumussa, planeettojen ja tähteiden ympärille muodostuvassa avaruusalueessa - samoin kuin eksoplaneettoissa, planeetoissa muiden tähtijen ympärillä -.
IBEX: n ensisijainen tehtävä on tarkkailla ja kartoittaa monimutkaisia vuorovaikutuksia, jotka tapahtuvat aurinkokunnan reunalla, missä miljoona mailia tunnissa aurinkotuuli juoksee tähtienväliseen materiaaliin muusta galaksista. Avaruusaluksella on herkät avaruudessa koskaan lentäneet neutraalien atomien ilmaisimet, joiden avulla tutkijat voivat paitsi mitata hiukkasten energiaa myös tehdä tarkkoja kuvia siitä, mistä ne ovat lähtöisin.
Ja avaruusalus on vasta alkamassa. Kesän loppupuolella joukkue julkaisee avaruusaluksen ensimmäisen koko taivaan kartan, joka näyttää aurinkokunnan reunalla tapahtuvat energiaprosessit. Tiimi ei kommentoi, ennen kuin kuva on valmis, mutta McComas vihjaa: "Se ei näytä millään mallilla".
Tutkimus julkaistiin äskettäin lehdessä Geofysikaaliset tutkimuskirjeet.
Lähde: Southwest Research Institute
