Billedkredit: NASA / JHUAPL / SwRI
Solar Wind Around Pluto (SWAP) instrumentet ombord på New Horizons-rumfartøjet er designet til at måle interaktioner mellem Pluto og Charon med solvinden, den høje hastighed strøm af ladede partikler, der strømmer ud fra solen. At forstå disse interaktioner vil udvide forskernes viden om de astrofysiske processer, der påvirker disse kroppe og den del af solsystemet.
Rumvidenskabssamfundet forstår ekstreme (kaldet de afgrænsende tilstande) af solvindinteraktioner med planeter, kometer og andre organer, men ingen ved, hvilken slags interaktion der findes på Pluto. Comet Borrelly repræsenterer en stærk interaktion med solvinden, mens Venus repræsenterer en svag.
”Vi forventer, at interaktioner med solvind i Pluto vil ligge et sted mellem de stærke og svage ekstremer,” siger SWAP-hovedundersøger Dr. David J. McComas, en administrerende direktør ved Southwest Research Institute? (SwRI?).
Efter at have foretaget målinger på Pluto, planlægger forskere at bruge SWAP-data til at definere grundlæggende parametre om systemet. For eksempel, når forskere ved, hvordan sådan materiale kommer ud af Pluto, kan de derefter estimere mængden af Plutos atmosfære, der slipper ud i rummet. Dette vil afsløre indsigt i selve strukturen og skæbnen.
SWAP fortsatte med at foretage lignende målinger ved Charon og mindst et Kuiper-bælteobjekt; teamet forventer imidlertid, at disse interaktioner vil være meget svagere, simpelthen fordi atmosfærerne på disse objekter forventes at være mindre omfattende og ikke sandsynligvis udsender meget materiale.
Et andet af de mange Pluto-mysterier er hvor interaktionen mellem solvinden vil finde sted rundt om planeten, så videnskabsplaner opfordrer til, at SWAP foretager kontinuerlige målinger, når det nærmer sig og passerer Pluto.
”Vi ved, hvornår og hvor vi skal bruge nogle af instrumenterne til at tage et billede eller en måling på Pluto,” siger McComas. ”Interaktioner mellem solvind er imidlertid en ganske udfordring, fordi vi prøver at måle denne usynlige ting omkring Pluto i en usikker afstand fra det.”
”Videnskaben, som vi forventer, at SWAP skal udføre, er umulig at udføre uden egentlig at gå til Pluto-Charon og direkte prøveudtagning af dets miljø. Denne kapacitet er noget, som NASA var banebrydende, og som i dag kun USA kan gøre, ”siger Dr. Alan Stern, hovedundersøger for New Horizons og en administrerende direktør ved SwRI.
De utrolige afstande fra Pluto fra solen krævede, at SWAP-teamet byggede det største blændeinstrument nogensinde brugt til at måle solvinden. Det giver SWAP mulighed for at foretage målinger, selv når solvinden er meget hård. Instrumentet kombinerer også en retarderende potentiel analysator (RPA) med en elektrostatisk analysator (ESA) for at muliggøre ekstremt fine, nøjagtige energimålinger af solvinden.
”Hvis interaktionen mellem Pluto og solvinden viser sig at være meget lille, giver RPA- og ESA-kombinationen os mulighed for at måle minutændringer i solvindhastigheden,” siger Scott Weidner, SWAP-instrumentlederen og en SwRI-hovedforsker.
De forskellige instrumenter ombord på New Horizons blev designet og bygges uafhængigt, men alligevel forventes de at arbejde sammen for at afsløre betydelig ny indsigt om Pluto, Charon og deres Kuiper-bælte naboer. SWAP måler interaktioner med lav energi, f.eks. Dem, der er forårsaget af solvinden. Dens komplement, Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation, eller PEPSSI, vil se på partikler med højere energi, såsom pick-ioner. Toppen af SWAPs energiområde kan måle nogle afhentningsioner, og PEPSSI samler op, hvor SWAP forlader for at se de højeste energiinteraktioner.
Solen og dens solvind påvirker hele solsystemet og bør skabe interessante videnskabelige muligheder for SWAP i hele dens planlagte ni-årige rejse til Pluto. SWAP fungerer i mere end en måned hvert år og prøver prøveheliosfæriske pick-ioner? -Ioner, der har oprindelse i interstellar rum og bliver ioniserede, når de kommer i nærheden af solen. Andre afhentningsioner kommer fra materiale inde i solsystemet. Forskere har vist, at selv kollisioner mellem Kuiper-bælteobjekter resulterer i små korn, der driver mod solen, fordamper og bliver ioniserede. Cassini-rumfartøjet, når det når Saturn i juli, vil give forskere mulighed for at observere
disse såkaldte "ydre kilde" afhentningsioner til 10 astronomiske enheder (AU, afstanden fra Jorden til solen), det region, hvor afhentningsioner fra den ydre kilde antages at begynde.
”Vi er ude til 30 AU, før New Horizons endda når Pluto. Mens vi er målrettet mod et Kuiper-bælteobjekt, kan vi være hvor som helst fra 30 til 50 AU, hvor påvirkningen af heliosfære pickupioner bliver større og større i solvinden, ”siger McComas. ”På rejsen ud til Pluto vil vi være i stand til at validere eller modbevise den ydre kildeteori, som er en spændende opvarmning til at nå Pluto selv.”
Original kilde: SWRI News Release
