Bildkredit: NASA / JPL
NASA: s Saturn-bundna rymdskepp, Cassini, har gjort den första observationen av interstellära pickupjoner bortom Jupiters omloppsbana. Dessa joner har sett nära jorden, men aldrig ut förbi Jupiters omloppsbana. Genom att mäta dessa partiklar kommer astronomer att ha en bättre förståelse för den låga densiteten gas och damm som finns mellan stjärnorna.
Mer än ett år innan Cassini-rymdskeppet anländer till Saturn har Cassini Plasma Spectrometer (CAPS) gjort de första observationerna på plats av interstellära pickupjoner utanför Jupiters omloppsbana. Detta är den första stora upptäckten med data som samlats in av CAPS, avsedd att nå Saturnus i juli 2004.
Upphämtningsjoner är neutrala partiklar i solsystemet som blir joniserade nära solen och sammanfogar solvinden, den supersoniska strömmen av laddade partiklar som flyter ut från solen. Genom att observera dessa pick-joner kan forskare bättre förstå det interstellära mediet, gasen och dammet med låg densitet som fyller utrymmet mellan stjärnor.
Astronomer har observerat interstellära pick-joner så tidigt som 1985 från ett avstånd av 1 astronomisk enhet (AU, avståndet från jorden till solen), men aldrig tidigare har de sett pickupjoner bortom 5 AU - Jupiters omloppsbana. CAPS-teamet laddade upp programvara som gjorde det möjligt för instrumentet att samla in och överföra upptäckter av de relativt sällsynta pick-joner som det möter på sin resa till Saturn.
Under observationsperioden oktober 2001 till februari 2003 på avstånd från 6,4 till 8,2 AU samlade instrumentet 2 627 prover. Analyser visade att det finns en stark utarmning av väteupptagningsjoner jämfört med heliumuppsamlingsjoner i regionen bakom solen. Teamet bestämde att denna nyligen observerade utarmning, eller "interstellär vättskugga," produceras genom strålningstryck och jonisering av neutralerna. De flesta väteatomer kan inte tränga in i nedströms skuggregion eftersom de måste passera nära solen där de har en stor sannolikhet för att joniseras och sopas ut med solvinden.
"Det här är mycket svåra partiklar att mäta eftersom det finns så få av dem," säger Dr David J. McComas, senior chef för SwRI Space Science and Engineering Division. "Tidigare modeller har inkluderat något som denna interstellära vättskugga, men det är de första direkta mätningarna av den."
Institutforskaren Dr. David T. Young är huvudutredare för CAPS-instrumentet, det största, mest komplexa rymdplasmainstrumentet som hittills har flögit, vilket kommer att upptäcka och analysera plasma (elektroner och joner) som finns i hela solsystemet. Cassini-rymdskeppets övergripande uppgift är att avbilda Saturn-systemet vid infraröda, ultravioletta och synliga våglängder och att direkt prova damm, neutral och laddad partikelmiljö. Cassini bär också Huygens-sonden, byggd av Europeiska rymdorganisationen, för att studera Saturnus måne, Titan.
"Detta är verkligen den första av många nya upptäckter som kom från Cassini-rymdskeppet och särskilt Cassini Plasma Spectrometer," säger McComas. "Att ha kunnat ge ett så viktigt bidrag till heliosfäriskt fenomen på väg ut till Saturnus har varit en stor godbit."
SwRI leder också en genomförbarhetsstudie för det föreslagna programmet Interstellar Boundary Explorer (IBEX), en av fem kandidater som strävar efter att fylla två NASA-uppdrag. Om det väljs, skulle programmet starta ett par energiska neutrala atomkameror för att direkt avbilda interaktionen mellan solsystemet och det interstellära mediet - det område som de interstellära neutralerna måste strömma genom för att komma in i heliosfären.
Artikeln "The Interstellar Hydrogen Shadow: Observations of Interstellar Pickup Ions Beyond Jupiter," presenteras den 9 december vid American Geophysical Union (AGU) -mötet i San Francisco och står i press i Journal of Geophysical Research.
Originalkälla: SWRI News Release
