NASA: s rymdskepp Interstellar Boundary Explorer (IBEX) har gjort de första observationerna av snabba väteatomer som kommer från månen, efter decennier av spekulationer och sökande efter deras existens. IBEX, som lanserades i oktober förra året, har ett uppdrag att avbilda och kartlägga de dynamiska interaktioner som orsakas av den heta solvinden som smälter in i den kalla rymden. Men när IBEX-teamet beställde rymdskeppet upptäckte de strömmen med neutrala väteatomer som orsakas av solvinden som sprids från månens yta.
Detektorn som gjorde upptäckten, kallad IBEX-Hi, designades och byggdes av Southwest Research Institute och Los Alamos National Labs för att mäta partiklar som rör sig i hastigheter mellan 0,5 och 2,5 miljoner miles i timmen.
"Strax efter att vi fick IBEX-Hi på, passerade månen rakt igenom sitt synfält, och där var de," säger Dr. David J. McComas, IBEX huvudutredare och biträdande vice president för SwRI Space Science och Engineering Division, där IBEX-Hi-partikeldetektorn främst byggdes. "Instrumentet tändes med en tydlig signal om att de neutrala atomerna upptäcks när de sprids tillbaka från månen."
Solvinden, den supersoniska strömmen av laddade partiklar som rinner ut från solen, rör sig ut i rymden i alla riktningar med hastigheter på cirka en miljon km / h. Jordens starka magnetfält skyddar vår planet från solvinden. Månen, med sitt relativt svaga magnetfält, har inget sådant skydd, vilket får solvinden att smälla på månens soliga sida.
Från sin utsiktsplats i hög jordbana ser IBEX ungefär hälften av månen - en fjärdedel av den är mörk och vetter mot nattkanten (borta från solen), medan det andra kvarteret vetter mot dagen (mot solen). Solvindpartiklar påverkar bara dagen, där de flesta av dem är inbäddade i månens yta, medan vissa sprider sig i olika riktningar. De spridda blir mestadels neutrala atomer i denna reflektionsprocess genom att plocka upp elektroner från månens yta.
IBEX-teamet uppskattar att endast cirka 10 procent av solvindjonerna reflekterar från månens soliga sida som neutrala atomer, medan de återstående 90 procent är inbäddade i månens yta. Egenskaper för månens yta, som damm, kratrar och stenar, spelar en roll för att bestämma andelen partiklar som blir inbäddade och andelen neutrala partiklar, såväl som deras rörelseriktning som sprids.
McComas säger att resultaten också belyser processen för återvinning som genomförs av partiklar i hela solsystemet och därefter. Solvinden och andra laddade partiklar påverkar damm och större föremål när de reser genom rymden, där de backsprids och återupparbetas som neutrala atomer. Dessa atomer kan resa långa sträckor innan de avskalas från sina elektroner och blir joner och den komplicerade processen börjar igen.
De kombinerade spridnings- och neutraliseringsprocesserna som nu observerats vid månen har konsekvenser för interaktioner med objekt över solsystemet, till exempel asteroider, Kuiper Belt-objekt och andra månar. Plasma-ytainteraktioner som inträffar i protostellär nebulosa, den rymdregion som bildas runt planeter och stjärnor - såväl som exoplaneter, planeter runt andra stjärnor - kan också dras.
IBEX primära uppgift är att observera och kartlägga de komplexa interaktioner som sker i utkanten av solsystemet, där miljon milen per timme solvind löper in i det interstellära materialet från resten av galaxen. Rymdskeppet har de mest känsliga neutrala atoddetektorer som någonsin har flögit i rymden, vilket gör det möjligt för forskare att inte bara mäta partikelenergi utan också göra exakta bilder av var de kommer ifrån.
Och rymdskeppet börjar precis. Mot slutet av sommaren kommer teamet att släppa rymdskeppets första himmelkarta som visar de energiska processerna som sker vid solsystemets kant. Teamet kommer inte att kommentera förrän bilden är klar, men McComas antyder: "Det ser inte ut som någon av modellerna."
Forskningen publicerades nyligen i tidskriften Geofysiska forskningsbrev.
Källa: Southwest Research Institute
