قامت المركبة الفضائية إكسبلورر للحدود (IBEX) التابعة لوكالة ناسا بأول رصد لذرات الهيدروجين السريعة القادمة من القمر ، بعد عقود من المضاربة والبحث عن وجودها. أُطلق على IBEX ، الذي انطلق في أكتوبر الماضي ، مهمة تصوير خريطة التفاعلات الديناميكية التي تسببها الرياح الشمسية الساخنة التي تنساب إلى الفضاء البارد. لكن مع تكليف فريق IBEX بالمركبة الفضائية ، اكتشفوا تيار ذرات الهيدروجين المحايدة التي تسببها الرياح الشمسية المنتشرة على سطح القمر.
تم تصميم وبناء الكاشف ، الذي أطلق عليه اسم IBEX-Hi ، بواسطة معهد الجنوب الغربي للأبحاث ومعامل لوس ألاموس الوطنية لقياس الجسيمات التي تتحرك بسرعة تتراوح من 0.5 مليون إلى 2.5 مليون ميل في الساعة.
يقول الدكتور ديفيد جيه ماكوماس ، المحقق الرئيسي المساعد ونائب الرئيس المساعد لـ SwRI Space Science و: "بعد أن تم تشغيل IBEX-Hi ، حدث القمر مرًا من خلال مجال رؤيته ، وكانوا هناك". القسم الهندسي ، حيث تم بناء كاشف الجسيمات IBEX-Hi في المقام الأول. "أضاءت الأداة بإشارة واضحة للذرات المحايدة التي تم الكشف عنها أثناء ارتدادها عن القمر."
تنتقل الرياح الشمسية ، وهي التيار الأسرع من الصوت للجسيمات المشحونة التي تتدفق من الشمس ، إلى الفضاء في كل اتجاه بسرعات تبلغ حوالي مليون ميل في الساعة. المجال المغناطيسي القوي للأرض يحمي كوكبنا من الرياح الشمسية. القمر ، مع مجاله المغناطيسي الضعيف نسبيًا ، ليس لديه مثل هذه الحماية ، مما تسبب في هبوب الرياح الشمسية على جانب الشمس باتجاه القمر.
من وجهة نظره في مدار الأرض المرتفع ، يرى IBEX حوالي نصف القمر - ربعه مظلم ويواجه جانب الليل (بعيدًا عن الشمس) ، بينما يواجه الربع الآخر جانب النهار (نحو الشمس). تؤثر جزيئات الرياح الشمسية على جانب اليوم فقط ، حيث يتم غمر معظمها في سطح القمر ، بينما ينتشر بعضها في اتجاهات مختلفة. تصبح تلك المتناثرة غالبًا ذرات محايدة في عملية الانعكاس هذه عن طريق التقاط الإلكترونات من سطح القمر.
ويقدر فريق إيبكس أن حوالي 10 في المائة فقط من أيونات الرياح الشمسية تنعكس على الجانب الشمسي للقمر كذرات محايدة ، بينما 90 في المائة المتبقية مغروسة في سطح القمر. تلعب خصائص سطح القمر ، مثل الغبار والحفر والصخور ، دورًا في تحديد النسبة المئوية للجسيمات التي تصبح مضمنة ونسبة الجزيئات المحايدة ، وكذلك اتجاه انتقالها ، التي تنتشر.
يقول مكوماس إن النتائج ألقت الضوء أيضًا على عملية "إعادة التدوير" التي تقوم بها الجسيمات في جميع أنحاء النظام الشمسي وخارجه. تؤثر الرياح الشمسية والجزيئات المشحونة الأخرى على الغبار والأجسام الأكبر حجمًا أثناء انتقالها عبر الفضاء ، حيث تتشتت وتتحول إلى ذرات محايدة. يمكن لهذه الذرات أن تسافر لمسافات طويلة قبل أن يتم تجريدها من إلكتروناتها وتصبح أيونات وتبدأ العملية المعقدة مرة أخرى.
إن عمليات التشتت والتحييد المجمعة التي تتم ملاحظتها الآن على القمر لها آثار على التفاعلات مع الأجسام عبر النظام الشمسي ، مثل الكويكبات وأجسام حزام كويبر والأقمار الأخرى. يمكن أيضًا استنتاج التفاعلات السطحية للبلازما التي تحدث داخل السديم البروتستانتي ، وهي منطقة الفضاء التي تتكون حول الكواكب والنجوم - وكذلك الكواكب الخارجية والكواكب حول النجوم الأخرى.
تتمثل مهمة IBEX الأساسية في مراقبة ورسم خرائط التفاعلات المعقدة التي تحدث على حافة النظام الشمسي ، حيث تصل مليون ميل في الساعة للرياح الشمسية إلى المواد بين النجوم من بقية المجرة. تحمل المركبة الفضائية أجهزة الكشف عن الذرات الأكثر حيادية التي تطير في الفضاء على الإطلاق ، مما يمكّن الباحثين من قياس طاقة الجسيمات ، ولكن أيضًا من أجل الحصول على صور دقيقة عن مصدرها.
والمركبة الفضائية بدأت للتو. في نهاية الصيف ، سيُصدر الفريق أول خريطة للسماء الفضائية للمركبة الفضائية تُظهر العمليات النشطة التي تحدث على حافة النظام الشمسي. لن يعلق الفريق حتى تكتمل الصورة ، لكن ماكوماس يلمح إلى "أنها لا تبدو مثل أي من النماذج".
تم نشر البحث مؤخرا في المجلة رسائل البحوث الجيوفيزيائية.
المصدر: معهد أبحاث الجنوب الغربي
