Unikalne interakcje Plutona z wiatrem słonecznym

Powyższą mozaikę złożono z czterech zdjęć wykonanych za pomocą kamery Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) na pokładzie sondy New Horizons. Zdjęcia wykonano z odległości 450 000 km od Plutona, Źródło: NASA/JHUAPL/SwRI
Powyższą mozaikę złożono z czterech zdjęć wykonanych za pomocą kamery Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) na pokładzie sondy New Horizons. Zdjęcia wykonano z odległości 450 000 km od Plutona, Źródło: NASA/JHUAPL/SwRI

Pluton w oddziaływaniu z wiatrem słonecznym, bezustannym strumieniem naładowanych cząsteczek emitowanych przez Słońce, nie zachowuje się tak jak kometa – choć tego oczekiwano – a bardziej jak planeta, podobnie do Marsa czy Wenus.

To pierwsze wnioski płynące z wstępnej analizy oddziaływania Plutona z wiatrem słonecznym, a opublikowanej dzisiaj w periodyku Journal of Geophysical Research – Space Physics wydawanym przez American Geophysical Union (AGU).

Wykorzystując dane zebrane przez instrument SWAP (Solar Wind Around Pluto) zainstalowany na pokładzie sondy New Horizons, która w lipcu ubiegłego roku przeleciała w pobliżu Plutona, naukowcy mogli po raz pierwszy zaobserwować materię odrywaną z górnych warstw atmosfery Plutona i zbadać w jaki sposób ona oddziałuje z wiatrem słonecznym. Badania te przyniosły nam kolejną „niespodziankę związaną w Plutonem.”

„Tego typu interakcji nigdy jeszcze nie widzieliśmy w Układzie Słonecznym,” mówi David J. McComas, główny autor opracowania. McComas, profesor astrofizyki na Uniwersytecie w Princeton i wice-prezydent Princeton Plasma Physics Laboratory. „Wyniki są zdumiewające.” McComas kieruje grupą badawczą odpowiedzialną za instrument SWAP na pokładzie sondy New Horizons raz był odpowiedzialny za rozwój instrumentu SWAP gdy pracował na Southwest Research Institute (SwRI) w San Antonio, w Teksasie.

Zespół badawczy posiada teraz ogromny zbiór danych dotyczących interaktcji atmosfery Plutona z wiatrem słonecznym. Wiatr słoneczny to plazma składająca się głównie z protonów i elektronów, a wyrzucana przez Słońce w przestrzeń kosmiczną z prędkościami rzędu 160 milionów kilometrów na godzinę, w której skąpane są planety, planetoidy, komety czy przestrzeń międzyplanetarna.

Do niedawna większość naukowców uważała, że Pluton przypomina bardziej kometę, która posiada rozległy obszar łagodnego spowalniania wiatru słonecznego, w przeciwieństwie do nagłego odchylania wiatru słonecznego przez planety takie jak Mars czy Wenus. Okazuje się, że tak jak samochody napędzane benzyną, ale i wyposażone w niewielkie silniki elektryczne, Pluton jest swego rodzaju hybrydą.

Zatem po raz kolejny Pluton zaskakuje. „Te wyniki doskonale obrazują jak cenna jest eksploracja. Po raz kolejny udało nam się polecieć do zupełnie nowego obiektu i odkryć zupełnie nowe zjawiska, zupełnie nowe przykłady na to, jak nieprzewidywalna jest natura,” mówi Alan Stern, główny naukowiec misji New Horizons.

Ze względu na dużą odległość od Słońca – średnio 5.5 miliarda kilometrów – oraz ze względu na niewielkie rozmiary, Pluton uważany był przez naukowców za obiekt niezdolny do grawitacyjnego utrzymania ciężkich jonów w rozległej atmosferze. Jednak „okazuje się, że grawitacja Plutona wystarcza na utrzymanie materii przy powierzchni,” mówi McComas.

Dzięki instrumentowi SWAP naukowcy byli w stanie oddzielić ciężkie jony metanu, głównego gazu uciekającego z atmosfery Plutona, od lekkich jonów wodoru, które pochodzą ze Słońca.

Oprócz tego:

  • Podobnie do Ziemi, Pluton charakteryzuje się długim ogonem jonowym, rozciągającym się w kierunku wiania wiatru słonecznego na odległość ok. 100 promieni Plutona (118,700 kilometrów), pełnym ciężkich jonów oderwanych z atmosfery,
  • Oddziaływanie Plutona z wiatrem słonecznym zaczyna się dopiero w odległości kilku promieni planety od niej (ok. 3000 km).

Heather Elliott, astrofizyczka z SwRI oraz współautorka artykułu zauważa: „Porównywanie interakcji wiatru słonecznego z Plutonem z interakcjami wiatru słonecznego z innymi planetami i obiektami Układu Słonecznego jest wyjątkowo ciekawe, ponieważ przy każdym z tych obiektów natrafiamy na inne warunki fizyczne, a główne procesy związane z oddziaływaniem wiatru słoneczne opierają się właśnie na tych warunkach.”

Źródło: NASA