IBEX obserwuje ziemską magnetosferę

0

Wysłany w kosmos 19 października 2008 roku satelita Interstellar Boundary Explorer dostarcza nowych, niezwykłych obserwacji oddziaływania wiatru słonecznego zarówno na krańcach Układu Słonecznego, jak i na magnetosferę Ziemi.

IBEX ma za zadanie badać oddziaływania między wiatrem słonecznym a przestrzenią międzygwiezdną, czyli w obszarze heliopauzy. Heliopauza jest słabo poznanym fragmentem Układu Słonecznego. Bezpośrednio do niej dotarły jedynie dwa statki kosmiczne w historii: Voyager 1 i 2.

Dzięki odpowiednio zaprojektowanym instrumentom naukowym IBEX może badać heliosferę pozostając na silnie wydłużonej orbicie okołoziemskiej. Jest to możliwe dzięki zobojętnianiu (rekombinacji) szybko poruszających się protonów wiatru słonecznego elektronami wychwyconymi z atomów przestrzeni międzygwiezdnej. Proton po przyłączeniu elektronu staje się obojętnym na pole magnetyczne, bo posiada zerowy wypadkowy ładunek elektryczny. Tym samym jego ruch nie podlega już magnetyzmowi, ale nadal dziedziczy wielką energię kinetyczną. Sprawia to, że po zobojętnieniu szybko ucieka w przestrzeń, opuszczając heliosferę. Proces obserwacji IBEX-a ilustruje poniższa animacja.

{youtube}XEBFDE1Uwng{/youtube}

Choć dedykowany obserwacjom heliosfery, IBEX przeprowadził również badania Ziemskiej magnetopauzy. To podobny obszar, znajdujący się na wysokości około 56 000 km, ale istniejący z uwagi na pole magnetycznej naszej planety. Ono również oddziałuje z wiatrem słonecznym, co prowadzi do takiego samego mechanizmu powstawania obojętnych atomów o wysokich energiach. Źródłem wodoru w tym przypadku są atomy uwalniające się z najwyższej warstwy atmosfery Ziemi, egzosfery.

Obojętne atomy wysokoenergetyczne obserwowano w okolicach Ziemi już 10 lat temu, innym satelitą agencji NASA, o nazwie IMAGE (Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration). Były one jednak mało dokładne i miały niską rozdzielczość.

Pierwsza mapa heliosfery, pasmo 0,9-1,5 keV / Credits: NASADopiero obserwacje IBEX-a umożliwiły określenie, że pochodzą one z ziemskiej egzosfery. Obserwacje dokonane na przełomie marca i kwietnia 2009 roku pokazały, że część egzosfery, zawierająca czoło magnetosfery (część skierowana do Słońca), jest niezwykle rzadka, zawierając około 8 atomów wodoru w metrze sześciennym. IBEX prowadził je z odległości połowy odległości do Księżyca. Wyniki tych pomiarów opublikowano w Geophysical Research Letters, 8 lipca 2010.

Naukowcy z NASA podkreślają, że pionierskie badania nie byłyby możliwe bez udziału statku Cluster Europejskiej Agencji Kosmicznej. Dzięki odpowiedniemu położeniu, sonda mogła mierzyć ilość protonów odbitych od magnetosfery, co było sprawą kluczową dla pomiarów.

Rok temu pisaliśmy o innym nietypowym zastosowaniu naukowym satelity IBEX, który podjął się obserwacji atomów neutralnych Księżyca. IBEX nie przestaje jednak badać heliosfery, co jest jego głównym zadaniem naukowym. Pierwsze rezultaty misji pokazały istnienie “wstęgi” obojętnych atomów na nieboskłonie, co bardzo zaintrygowało środowisko astrofizyków.

Źródło: NASA

Share.

Comments are closed.