Kuvaluotto: NASA / JHUAPL / SwRI
New Horizons -aluksen avaruusaluksessa oleva SWAP-instrumentti (Solar Wind Pluto, SWAP) on suunniteltu mittaamaan Pluton ja Charonin vuorovaikutusta auringon tuulen, auringosta ulosvirtaavien latautuneiden hiukkasten nopean virtauksen kanssa. Näiden vuorovaikutusten ymmärtäminen laajentaa tutkijoiden tietoa astrofysikaalisista prosesseista, jotka vaikuttavat näihin kehoihin ja aurinkokunnan siihen osaan.
Avaruustieteellinen yhteisö ymmärtää auringon tuulen vuorovaikutuksen planeettojen, komeetojen ja muiden elinten äärellä (kutsutaan rajarajoiksi), mutta kukaan ei tiedä, millainen vuorovaikutus esiintyy Plutossa. Komeetta Borrelly edustaa vahvaa vuorovaikutusta aurinko tuulen kanssa, kun taas Venus edustaa heikkoa.
"Odotamme, että aurinkotuulien vuorovaikutukset Plutossa sijaitsevat vahvojen ja heikkojen ääripäiden välillä", sanoo SWAP: n päätutkija Dr. David J. McComas, Lounais-tutkimusinstituutin vanhempi johtaja? (SwRI?).
Pluton mittausten jälkeen tutkijat suunnittelevat SWAP-tietojen avulla järjestelmän perusparametrien määrittämistä. Esimerkiksi kun tutkijat tietävät, kuinka tällainen materiaali poistuu Pluutosta, he voivat sitten arvioida Pluton ilmakehän määrän, joka pakenee avaruuteen. Tämä paljastaa näkemyksiä itse ilmapiirin rakenteesta ja kohtalosta.
SWAP jatkaisi vastaavien mittausten tekemistä Charonissa ja ainakin yhdessä Kuiper-vyökohteessa; ryhmä kuitenkin odottaa näiden vuorovaikutusten olevan paljon heikompia yksinkertaisesti siksi, että näiden esineiden ilmapiirien odotetaan olevan vähemmän laajoja eikä todennäköisesti säteile paljon materiaalia.
Toinen monista Pluton salaisuuksista on, missä aurinkotuulen vuorovaikutukset tapahtuvat planeetan ympärillä, joten tiedesuunnitelmat vaativat SWAP: ta tekemään jatkuvia mittauksia, kun se lähestyy ja ohittaa Pluton.
"Tiedämme milloin ja missä käyttää jotakin instrumenttia kuvan tai mittauksen tekemiseen Plutossa", sanoo McComas. "Auringon tuulen vuorovaikutukset ovat kuitenkin melko haasteellisia, koska yritämme mitata tätä näkymätöntä Pluton ympärillä olevaa asiaa epävarmalta etäisyydellä siitä."
”Tiedettä, jonka odotamme SWAP: n suorittavan, on mahdoton suorittaa menemättä itse Pluto-Charoniin ja ottamatta suoraan näytteitä sen ympäristöstä. Tämä kyky on jotain, jonka NASA oli edelläkävijä ja jonka tähän päivään mennessä vain Yhdysvallat voi tehdä ”, sanoo tohtori Alan Stern, New Horizonsin tutkija ja SwRI: n toimitusjohtaja.
Pluuton uskomattomat etäisyydet auringosta vaativat, että SWAP-joukkue rakentaa suurimman aukko-instrumentin, jota koskaan on käytetty mittaamaan aurinkotuulta. Sen avulla SWAP voi tehdä mittauksia myös auringon tuulen ollessa erittäin heikko. Laite yhdistää myös hidastuspotentiaalianalysaattorin (RPA) ja sähköstaattisen analysaattorin (ESA), jotta aurinkotuulen erittäin hienot ja tarkat energianmittaukset olisivat mahdollista.
"Jos Pluton ja aurinkotuulen välinen vuorovaikutus osoittautuu erittäin pieneksi, RPA: n ja ESA: n yhdistelmä antaa meille mahdollisuuden mitata aurinkotuulen nopeuden pieniä muutoksia", sanoo SWAP-instrumenttijohtaja ja SWRI-päätutkija Scott Weidner.
New Horizons -laivalla olevat erilaiset instrumentit suunniteltiin ja rakennetaan itsenäisesti, mutta niiden odotetaan toimivan yhdessä paljastaen merkittäviä uusia oivalluksia Plutosta, Charonista ja heidän Kuiper-vyönaapureistaan. SWAP mittaa alhaisen energian vuorovaikutuksia, kuten auringon tuulen aiheuttamia. Sen komplementti, Pluton energinen hiukkasspektrometritutkimus tai PEPSSI, tarkastelee korkeamman energian hiukkasia, kuten poisto-ioneja. SWAP: n energialähteen yläosa voi mitata joitain poisto-ioneja, ja PEPSSI poimii sinne, missä SWAP jättää pois nähdäkseen korkeimmat energiavuorovaikutukset.
Aurinko ja sen aurinkotuuli vaikuttavat koko aurinkokuntaan, ja niiden pitäisi luoda mielenkiintoisia tieteellisiä mahdollisuuksia SWAP: lle koko suunnitellun yhdeksän vuoden matkan Pluton suuntaan. SWAP toimii yli kuukauden vuosittain ja ottaa näytteitä heliosfäärisistä pick-ioneista? Ioneista, jotka ovat peräisin tähtienvälisestä tilasta ja ionisoituvat, kun ne tulevat lähellä aurinkoa. Muut poisto-ionit ovat peräisin aurinkokunnan sisällä olevasta materiaalista. Tutkijat ovat osoittaneet, että jopa Kuiper-hihnan esineiden väliset törmäykset johtavat pieniin jyviin, jotka ajautuvat kohti aurinkoa, haihtuvat ja ionisoituvat. Cassini-avaruusaluksen saapuessaan Saturniin heinäkuussa, tutkijat voivat tarkkailla sitä
nämä ns. ulkoisen lähteen poimimisionit 10 tähtitieteelliseen yksikköön (AU, etäisyys maasta aurinkoon), alue, jolla uskotaan alkavan poimitusionien ulostulolähteestä.
”Meillä on 30 AU: ta ennen kuin New Horizons edes saavuttaa Pluton. Kun olemme kohdistuneet Kuiper-vyöobjektiin, voisimme olla missä tahansa välillä 30-50 AU, missä heliosfääristen pick-ionien vaikutus kasvaa ja kasvaa auringontuulessa ”, McComas sanoo. "Matkalla Plutoon pystymme validoimaan tai kiistämään ulkoisen lähteen teorian, joka on jännittävä lämmitus itse Pluton saavuttamiseen."
Alkuperäinen lähde: SWRI-lehdistötiedote
