Изображение предоставлено NASA / JPL.
Космический аппарат НАСА, связанный с Сатурном, Кассини, впервые провел наблюдение межзвездных пикапов за пределами орбиты Юпитера. Эти ионы были замечены вблизи Земли, но никогда не выходили за пределы орбиты Юпитера. Измеряя эти частицы, астрономы будут лучше понимать газ и пыль низкой плотности, которая существует между звездами.
Более чем за год до прибытия космического корабля Кассини в Сатурн плазменный спектрометр Кассини (CAPS) провел первые in situ наблюдения межзвездного захвата ионов за пределами орбиты Юпитера. Это первое крупное открытие с использованием данных, собранных CAPS, предназначенных для достижения Сатурна в июле 2004 года.
Пикап-ионы - это нейтральные частицы в солнечной системе, которые ионизируются вблизи Солнца и присоединяются к солнечному ветру, а сверхзвуковой поток заряженных частиц вытекает из Солнца. Наблюдая за этими поглощающими ионами, исследователи могут лучше понять межзвездную среду, газ и пыль низкой плотности, которые заполняют пространство между звездами.
Астрономы наблюдали межзвездные поглощающие ионы еще в 1985 году с расстояния в 1 астрономическую единицу (AU, расстояние от Земли до Солнца), но никогда прежде они не видели поглощающие ионы за пределами 5 AU - орбиты Юпитера. Команда CAPS загрузила программное обеспечение, которое позволило инструменту собирать и передавать данные об обнаружении относительно редких ионов, с которыми он сталкивается на пути в Сатурн.
В период наблюдения с октября 2001 года по февраль 2003 года на расстояниях от 6,4 до 8,2 а.е. прибор собрал 2627 проб. Анализ показал, что в области за Солнцем наблюдается сильное истощение ионов захвата водорода по сравнению с ионами захвата гелия. Команда определила, что это недавно наблюдаемое истощение, или «межзвездная водородная тень», вызвано радиационным давлением и ионизацией нейтральных частиц. Большинство атомов водорода не могут проникнуть в нижнюю область тени, потому что они должны пройти вблизи Солнца, где они с высокой вероятностью могут быть ионизированы и выброшены солнечным ветром.
«Эти частицы очень трудно измерить, потому что их так мало», - говорит д-р Дэвид Дж. МакКомас, старший исполнительный директор отделения космической науки и техники SwRI. «Предыдущие модели включали что-то вроде этой межзвездной водородной тени, но это первые ее прямые измерения».
Ученый из института доктор Дэвид Т. Янг является основным исследователем прибора CAPS, самого большого и самого сложного космического плазменного прибора, который когда-либо использовался на сегодняшний день. Он обнаружит и проанализирует плазму (электроны и ионы), обнаруженную во всей солнечной системе. Общая миссия космического корабля Кассини состоит в том, чтобы получить изображение системы Сатурна на инфракрасных, ультрафиолетовых и видимых длинах волн и непосредственно отобрать среду пыли, нейтральных и заряженных частиц. У Кассини также есть зонд Гюйгенса, построенный Европейским космическим агентством для изучения луны Сатурна, Титана.
«Это, безусловно, первое из многих новых открытий космического корабля Кассини, в частности плазменного спектрометра Кассини», - говорит МакКомас. «Быть способным внести столь важный вклад в феномен гелиосферы на пути к Сатурну было большим удовольствием».
SwRI также возглавляет технико-экономическое обоснование для предложенной программы Interstellar Boundary Explorer (IBEX), один из пяти кандидатов претендует на заполнение двух слотов миссии НАСА. Если выбрано, программа запустит пару энергетических камер нейтрального атома, чтобы непосредственно отобразить взаимодействие между солнечной системой и межзвездной средой - область, через которую межзвездные нейтралы должны протекать, чтобы войти в гелиосферу.
Статья «Межзвездная водородная тень: наблюдения ионов межзвездного пикапа за пределами Юпитера» представлена 9 декабря на собрании Американского геофизического союза (AGU) в Сан-Франциско и находится в печати в Журнале геофизических исследований.
Первоисточник: Пресс-релиз SWRI
