Źródło zdjęcia: NASA / JHUAPL / SwRI
Instrument Solar Wind Around Pluto (SWAP) na pokładzie statku kosmicznego New Horizons jest przeznaczony do pomiaru interakcji Plutona i Charona z wiatrem słonecznym, strumieniem naładowanych cząstek o dużej prędkości wypływającymi ze Słońca. Zrozumienie tych interakcji poszerzy wiedzę badaczy o procesach astrofizycznych wpływających na te ciała i tę część układu słonecznego.
Społeczność naukowców kosmicznych rozumie skrajności (zwane stanami granicznymi) interakcji wiatru słonecznego z planetami, kometami i innymi ciałami, ale nikt nie wie, jaki rodzaj interakcji występuje na Plutonie. Kometa Borrelly reprezentuje silną interakcję z wiatrem słonecznym, a Wenus słabą.
„Oczekujemy, że interakcje wiatru słonecznego w Plutonie leżą gdzieś pomiędzy silnymi i słabymi skrajnościami” - mówi główny badacz SWAP dr David J. McComas, starszy dyrektor wykonawczy w Southwest Research Institute? (SwRI?).
Po wykonaniu pomiarów w Pluto naukowcy planują wykorzystać dane SWAP do zdefiniowania podstawowych parametrów dotyczących systemu. Na przykład, gdy naukowcy dowiedzą się, w jaki sposób taki materiał opuszcza Plutona, mogą następnie oszacować ilość atmosfery Plutona, która ucieka w kosmos. Ujawni to wgląd w strukturę i przeznaczenie samej atmosfery.
SWAP wykonałby podobne pomiary w Charonie i co najmniej jednym obiekcie pasa Kuipera; zespół oczekuje jednak, że te interakcje będą znacznie słabsze, ponieważ oczekuje się, że atmosfera tych obiektów będzie mniej rozległa i prawdopodobnie nie wyemituje dużej ilości materiału.
Inną z wielu tajemnic Plutona jest miejsce, w którym zachodzą oddziaływania wiatru słonecznego na całej planecie, dlatego plany naukowe wymagają, aby SWAP dokonywał ciągłych pomiarów, gdy zbliża się i mija Plutona.
„Wiemy, kiedy i gdzie użyć niektórych instrumentów do zrobienia zdjęcia lub pomiaru w Plutonie”, mówi McComas. „Oddziaływania wiatru słonecznego stanowią jednak spore wyzwanie, ponieważ próbujemy zmierzyć tę niewidzialną rzecz otaczającą Plutona w niepewnej odległości od niego”.
„Nauka, której wykonania oczekujemy od SWAP, jest niemożliwa do osiągnięcia bez faktycznego udania się do Plutona-Charona i bezpośredniego pobrania próbki jego otoczenia. Ta zdolność jest czymś, co NASA była pionierem i do dziś mogą to zrobić tylko Stany Zjednoczone ”- mówi dr Alan Stern, główny badacz New Horizons i dyrektor wykonawczy w SwRI.
Niesamowite odległości Plutona od Słońca wymagały od zespołu SWAP zbudowania największego instrumentu apertury, jaki kiedykolwiek był używany do pomiaru wiatru słonecznego. Umożliwia SWAP dokonywanie pomiarów, nawet gdy wiatr słoneczny jest bardzo delikatny. Przyrząd łączy także analizator potencjału opóźniającego (RPA) z analizatorem elektrostatycznym (ESA), aby umożliwić wyjątkowo dokładne i dokładne pomiary energii wiatru słonecznego.
„Jeśli interakcja między Plutonem i wiatrem słonecznym okaże się bardzo niewielka, kombinacja RPA i ESA pozwoli nam zmierzyć niewielkie zmiany prędkości wiatru słonecznego”, mówi Scott Weidner, menedżer instrumentów SWAP i główny naukowiec SwRI.
Różne instrumenty na pokładzie New Horizons zostały zaprojektowane i są budowane niezależnie, ale oczekuje się, że będą one współpracować, aby ujawnić znaczące nowe spostrzeżenia na temat Plutona, Charona i ich sąsiadów z paskiem Kuipera. SWAP mierzy interakcje o niskiej energii, takie jak te spowodowane przez wiatr słoneczny. Jego uzupełnienie, Plutonowe badanie spektrometryczne cząstek spektrometru naukowego (PEPSSI), przyjrzy się cząsteczkom o wyższej energii, takim jak jony pobierające. Górna część zakresu energii SWAP może mierzyć niektóre jony pobierające, a PEPSSI rozpoczyna od miejsca, w którym SWAP kończy pracę, aby zobaczyć interakcje najwyższej energii.
Słońce i wiatr słoneczny wpływają na cały układ słoneczny i powinny stworzyć interesujące możliwości naukowe dla SWAP podczas planowanej dziewięcioletniej podróży do Plutona. SWAP będzie działał przez ponad miesiąc każdego roku i będzie pobierał próbki heliosferycznych jonów odbierających, które pochodzą z przestrzeni międzygwiezdnej i ulegają jonizacji, gdy zbliżają się do Słońca. Inne jony wychwytujące pochodzą z materiału w układzie słonecznym. Naukowcy wykazali, że nawet zderzenia między obiektami pasa Kuipera powodują, że drobne ziarna dryfują w kierunku słońca, odparowują i ulegają jonizacji. Sonda Cassini, gdy dotrze do Saturna w lipcu tego roku, pozwoli badaczom obserwować
te tak zwane jony wychwytujące „zewnętrzne źródło” do 10 jednostek astronomicznych (AU, odległość od Ziemi do Słońca), region, w którym uważa się, że zaczynają się jony wychodzące z zewnętrznego źródła.
„Będziemy na 30 AU, zanim Nowe Horyzonty dotrą nawet do Plutona. Podczas gdy celujemy w obiekt pasa Kuipera, moglibyśmy być w dowolnym miejscu od 30 do 50 jednostek AU, gdzie wpływ heliosferycznych jonów wychwytujących staje się coraz większy w wietrze słonecznym ”- mówi McComas. „Podczas podróży do Plutona będziemy mogli zweryfikować lub obalić teorię zewnętrznego źródła, która jest ekscytującą rozgrzewką przed dotarciem do samego Plutona”.
Oryginalne źródło: SWRI News Release
