Bildkredit: NASA / JHUAPL / SwRI
Instrumentet Solar Wind Around Pluto (SWAP) ombord på rymdskeppet New Horizons är utformat för att mäta växelverkan mellan Pluto och Charon med solvinden, den snabba strömmen av laddade partiklar som strömmar ut från solen. Att förstå dessa interaktioner kommer att utöka forskarnas kunskap om de astrofysiska processerna som påverkar dessa kroppar och den delen av solsystemet.
Rymdvetenskapssamhället förstår ytterligheterna (kallade gränsande tillstånd) för solvindinteraktioner med planeter, kometer och andra kroppar, men ingen vet vilken typ av interaktion som finns på Pluto. Kometen Borrelly representerar en stark interaktion med solvinden, medan Venus representerar en svag.
"Vi förväntar oss att solvindinteraktioner på Pluto kommer att ligga någonstans mellan de starka och svaga ytterligheterna," säger SWAP: s huvudutredare Dr. David J. McComas, senior chef för Southwest Research Institute? (SwRI?).
Efter att ha gjort mätningar på Pluto planerar forskare att använda SWAP-data för att definiera grundläggande parametrar för systemet. Till exempel, när forskare vet hur sådant material kommer från Pluto, kan de sedan uppskatta mängden Plutos atmosfär som flyr ut i rymden. Detta kommer att avslöja insikter i strukturen och ödet för själva atmosfären.
SWAP skulle fortsätta med liknande mätningar vid Charon och åtminstone ett Kuiper-bälteobjekt; teamet förväntar sig emellertid att dessa interaktioner blir mycket svagare helt enkelt för att atmosfären för dessa objekt förväntas vara mindre omfattande och inte troligt att släppa ut mycket material.
Ett annat av de många Pluto-mysterierna är där interaktionen mellan solvinden kommer att inträffa runt planeten, så vetenskapens planer kräver att SWAP ska göra kontinuerliga mätningar när det närmar sig och passerar Pluto.
"Vi vet när och var vi ska använda några av instrumenten för att ta en bild eller en mätning på Pluto," säger McComas. "Solvindvind-interaktioner utgör dock en ganska utmaning eftersom vi försöker mäta den osynliga saken som omger Pluto på ett osäkert avstånd från det."
”Vetenskapen som vi förväntar oss att SWAP ska utföra är omöjligt att åstadkomma utan att faktiskt gå till Pluto-Charon och direkt ta prov på dess miljö. Den förmågan är något som NASA pionjärer och som den här dagen bara USA kan göra, säger Dr Alan Stern, huvudutredare för New Horizons och en verkställande direktör på SwRI.
De otroliga avstånden från Pluto från solen krävde att SWAP-teamet byggde det största bländarinstrumentet som någonsin använts för att mäta solvinden. Det gör det möjligt för SWAP att göra mätningar även när solvinden är mycket svag. Instrumentet kombinerar också en retardering potentiell analysator (RPA) med en elektrostatisk analysator (ESA) för att möjliggöra extremt fina, exakta energimätningar av solvinden.
"Om interaktionen mellan Pluto och solvinden visar sig vara mycket liten, kommer RPA och ESA-kombinationen att göra det möjligt att mäta minutförändringar i solvindhastigheten," säger Scott Weidner, SWAP-instrumentchefen och en SwRI-huvudforskare.
De olika instrumenten ombord på New Horizons designades och byggs oberoende, men de förväntas samarbeta för att avslöja betydande ny insikt om Pluto, Charon och deras grannar till Kuiper-bältet. SWAP mäter interaktioner med låg energi, till exempel de som orsakas av solvinden. Dess komplement, Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation, eller PEPSSI, kommer att titta på högre energipartiklar, såsom pickupjoner. Överst i SWAP: s energiområde kan mäta vissa pick-joner, och PEPSSI plockar upp där SWAP lämnar för att se de högsta energiinteraktionerna.
Solen och dess solvind påverkar hela solsystemet och borde skapa intressanta vetenskapsmöjligheter för SWAP under sin planerade nioåriga resa till Pluto. SWAP kommer att fungera i mer än en månad varje år och kommer att prova heliosfäriska pickujonjoner? Som har sitt ursprung i det interstellära utrymmet och blir joniserade när de kommer nära solen. Andra uppsamlingsjoner kommer från material inuti solsystemet. Forskare har visat att även kollisioner mellan Kuiper-bälteobjekt resulterar i små korn som driver mot solen, förångas och blir joniserade. Rymdskeppet Cassini, när det når Saturnus i juli, kommer att tillåta forskare att observera
dessa så kallade "yttre källor" -upptagningsjoner till 10 astronomiska enheter (AU, avståndet från jorden till solen), det område där pickupjoner från den yttre källan tros börja.
”Vi är ute till 30 AU innan New Horizons till och med når Pluto. Medan vi riktar oss mot ett Kuiper-bältesobjekt kan vi vara var som helst från 30 till 50 AU, där påverkan av heliosfäriska pickuperjoner blir större och större i solvinden, säger McComas. "På resan ut till Pluto kommer vi att kunna validera eller motbevisa den yttre källsteorin, vilket är en spännande uppvärmning för att nå Pluto själv."
Originalkälla: SWRI News Release
