Dodano: 24 wrzesień 2020r.

Dane z sondy Rosetta ujawniły ultrafioletową zorzę polarną wokół komety

Dane zebrane przez sondę Rosetta ujawniły zaskakujące zjawisko. Nieistniejąca już sonda zaobserwowała zorzę polarną wokół badanej przez nią komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko. Jednak w przeciwieństwie do zorzy polarnej widzianej na Ziemi, ta dostrzeżona na komecie jest dla nas niewidoczna, gdyż mieni się w dalekim ultrafiolecie.

Dane z sondy Rosetta ujawniły ultrafioletową zorzę polarną wokół komety

 

Misja Rosetta rozpoczęła się w 2004 roku. Realizowana była w ramach programu badań kosmicznych Horizon 2000 prowadzonych przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) od 1984 roku. Jej celem było przeprowadzenie badań mających pomóc zrozumieć tajemnice Układu Słonecznego, a przede wszystkim dowiedzieć się czegoś więcej na temat pochodzenia komet i ich znaczenia dla powstania naszego układu planetarnego.

Mimo że sonda w 2016 roku dokonała żywota, to dane przez nią zebrane będę jeszcze przez długi czas analizowane przez naukowców. W tych danych naukowcy z Southwest Research Institute (SwRI) dostrzegli zorzę polarną wokół komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko. Swoje odkrycia opublikowali na łamach pisma „Nature Astronomy”.

Zorza polarna

Na Ziemi zorze polarne powstają, gdy naładowane cząstki emitowane przez Słońce i schwytane przez ziemskie pole magnetyczne podążają za jego liniami w kierunku biegunów magnetycznych planety. Tam cząstki te uderzają w atomy i molekuły znajdujące się w górnych warstwach ziemskiej atmosfery, tworząc wielobarwny spektakl.

Zorze zauważono w atmosferach wszystkich planet w Układzie Słonecznym, z wyjątkiem Merkurego. Nawet niektóre księżyce Jowisza - Ganimedes i Europa - mają zorze polarne. Ale zorze powstają w wyniki działań różnych mechanizmów. Chociażby te na Ganimedesie i Europie powstają w wyniku interakcji z polem magnetycznym Jowisza.

W obserwacjach pomogły instrumenty zamontowane na sondzie Rosetta zbudowane przez badaczy z SwRI: ALICE – spektrometr obrazujący w ultrafiolecie i dwa analizatory elektrostatyczne dla jonów i elektronów IES.

Zorza wokół komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko

- Naładowane cząstki Słońca płynące w kierunku komety w wietrze słonecznym wchodzą w interakcję z gazem otaczającym lodowo-pyłowe jądro komety i tworzą zorze polarne - powiedział dr Jim Burch, wiceprezes SwRI i główny badacz IES. - Instrumenty IES wykryły elektrony, które spowodowały tę zorzę polarną - dodał.

Otoczka gazu wokół 67P/Czuriumow-Gierasimienko, zwana komą, zostaje wzbudzona przez cząstki wiatru słonecznego i świeci w świetle ultrafioletowym. - Początkowo myśleliśmy, że emisje ultrafioletu na komecie 67P/Czuriumow-Gierasimienko były związane interakcją fotonów z gazową otoczką komy - powiedział dr Joel Parker z SwRI, który kierował analizami danych ze spektrometru ALICE. - Byliśmy zdumieni, gdy odkryliśmy, że emisje UV to zorza polarna, napędzana nie przez fotony, ale przez elektrony z wiatru słonecznego, które rozbijają wodę i inne cząsteczki w komie. Powstałe wzbudzone atomy tworzą to charakterystyczne światło – dodał.

Dr Marina Galand z Imperial College London kierowała zespołem, który wykorzystał model fizyczny do integracji pomiarów wykonanych przez różne instrumenty na pokładzie Rosetty. - Robiąc to, nie musieliśmy polegać tylko na jednym zestawie danych z jednego instrumentu - powiedziała Galand, główna autorka publikacji. - Zamiast tego moglibyśmy zebrać razem duży zbiór danych obejmujący wiele instrumentów, aby uzyskać lepszy obraz tego, co się dzieje. To pozwoliło nam jednoznacznie zidentyfikować, w jaki sposób formują się emisje w ultrafiolecie na komecie 67P/Czuriumow-Gierasimienko oraz ujawnić ich naturę - dodała.

- Badam zorze na Ziemi od pięciu dekad. Znalezienie zorzy polarnej wokół komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko, w której brakuje pola magnetycznego, jest zaskakujące i fascynujące – zaznaczył Burch.

Sonda Rosetta

Misja rozpoczęła się w 2004 roku. Po 10 latach pościgu za kometą, w listopadzie 2014 roku sonda wypuściła lądownik Philae, który osiadł na komecie. Lądowanie nie było łatwe. Philae dwukrotnie odbił się od powierzchni komety zanim na niej osiadł. Nie zadziałały też prawidłowo harpuny, które miały przytwierdzić instrument badawczy do powierzchni. W rezultacie Philae nie znalazł się w miejscu, w którym naukowcy zakładali lądowanie. Philae mimo twardego lądowanie nie został poważnie uszkodzony, jednak osiadł w zacienionym miejscu, co uniemożliwiło mu ładowanie baterii. Przez trzy dni przeprowadził serie badań, aż do wyczerpania akumulatorów.

Sonda Rosetta dostarczyła mnóstwo danych ujawniających, w jaki sposób Słońce i wiatr słoneczny oddziałują z kometami. Sonda była pierwszą, która okrążyła jądro komety, pierwszą, która przeleciała obok komety, gdy podróżowała do wewnętrznego Układu Słonecznego, i pierwszą, która wysłała lądownik na powierzchnię komety.

30 września 2016 roku sonda dokonała kontrolowanego uderzenia w powierzchnię komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko.

Koszt misji, w tym budowa sondy, lądownika, narzędzi badawczych, koszty startu i koszty operacyjne wyniosły około 1,4 miliarda euro.

 

Źródło: Southwest Research Institute, fot. ESA/Rosetta/NAVCAM