حقوق الصورة: NASA / JHUAPL / SwRI
تم تصميم أداة الرياح الشمسية حول بلوتو (SWAP) على متن مركبة الفضاء نيو هورايزونز لقياس تفاعلات بلوتو وشارون مع الرياح الشمسية ، وهو التدفق عالي السرعة للجسيمات المشحونة التي تتدفق من الشمس. سيؤدي فهم هذه التفاعلات إلى توسيع معرفة الباحثين بالعمليات الفيزيائية الفلكية التي تؤثر على هذه الأجسام وهذا الجزء من النظام الشمسي.
يدرك مجتمع علوم الفضاء التطرف (يسمى الحالات المحيطة) لتفاعلات الرياح الشمسية مع الكواكب والمذنبات والأجسام الأخرى ، ولكن لا أحد يعرف نوع التفاعل الموجود في بلوتو. يمثل المذنب بوريلي تفاعلًا قويًا مع الرياح الشمسية ، بينما تمثل الزهرة ضعفًا.
يقول باحث رئيسي في SWAP د. ديفيد جيه ماكوماس ، المدير التنفيذي الأول في معهد ساوث ويست للأبحاث: "نتوقع أن تكون تفاعلات الرياح الشمسية في بلوتو في مكان ما بين النهايات القوية والضعيفة". (SwRI؟).
بعد أخذ القياسات في بلوتو ، يخطط الباحثون لاستخدام بيانات SWAP لتحديد المعلمات الأساسية حول النظام. على سبيل المثال ، بمجرد أن يعرف الباحثون كيف تخرج هذه المواد من بلوتو ، يمكنهم عندئذ تقدير كمية الغلاف الجوي لبلوتو الذي يهرب إلى الفضاء. هذا سيكشف رؤى في هيكل ومصير الغلاف الجوي نفسه.
سيستمر SWAP في أخذ قياسات مماثلة في Charon وجسم حزام Kuiper واحد على الأقل ؛ ومع ذلك ، يتوقع الفريق أن تكون هذه التفاعلات أضعف بكثير لأن الأجواء لهذه الأجسام من المتوقع أن تكون أقل اتساعًا ومن غير المحتمل أن تنبعث منها الكثير من المواد.
آخر من أسرار بلوتو العديدة هو المكان الذي ستحدث فيه تفاعلات الرياح الشمسية حول الكوكب ، لذلك تدعو الخطط العلمية SWAP إلى أخذ قياسات مستمرة عندما تقترب من بلوتو وتمررها.
يقول ماكوماس: "نحن نعرف متى وأين نستخدم بعض الأدوات لالتقاط صورة أو قياس في بلوتو". "مع ذلك ، تمثل تفاعلات الرياح الشمسية تحديًا كبيرًا لأننا نحاول قياس هذا الشيء غير المرئي المحيط بلوتو على مسافة غير مؤكدة منه".
"من المستحيل تحقيق العلم الذي نتوقع أن يؤديه تطبيق SWAP دون الانتقال إلى Pluto-Charon وأخذ عينات من بيئته بشكل مباشر. يقول الدكتور ألان ستيرن ، المحقق الرئيسي في New Horizons والمدير التنفيذي في SwRI ، إن هذه القدرة هي شيء رائد من قبل وكالة ناسا والتي حتى يومنا هذا يمكن للولايات المتحدة فقط القيام به.
تطلبت مسافات بلوتو المذهلة من الشمس أن يبني فريق SWAP أكبر أداة ذات فتحة تستخدم على الإطلاق لقياس الرياح الشمسية. يسمح لـ SWAP بإجراء قياسات حتى عندما تكون الرياح الشمسية ضعيفة للغاية. يجمع الجهاز أيضًا بين محلل تأخر محتمل (RPA) ومحلل إلكتروستاتيكي (ESA) لتمكين قياسات طاقة دقيقة للغاية ودقيقة للرياح الشمسية.
يقول سكوت ويدنر ، مدير أجهزة SWAP وعالم رئيسي في SWRI: "إذا تبين أن التفاعل بين بلوتو والرياح الشمسية صغير جدًا ، فإن تركيبة RPA و ESA ستسمح لنا بقياس التغيرات الدقيقة في سرعة الرياح الشمسية".
تم تصميم الأدوات المختلفة على متن New Horizons ويتم بناؤها بشكل مستقل ، ولكن من المتوقع أن تعمل معًا للكشف عن رؤى جديدة مهمة حول Pluto و Charon وجيران حزام Kuiper. يقيس SWAP تفاعلات الطاقة المنخفضة ، مثل تلك التي تسببها الرياح الشمسية. مكملته ، بلوتو Entergetic الجسيمات الطيفية التحقيق العلمي ، أو PEPSSI ، سوف تنظر في جزيئات الطاقة العالية ، مثل أيونات الالتقاط. يمكن أن يقيس الجزء العلوي من نطاق طاقة SWAP بعض أيونات الالتقاط ، ويختار PEPSSI المكان الذي يغادر فيه SWAP لرؤية أعلى تفاعلات الطاقة.
تؤثر الشمس والرياح الشمسية على النظام الشمسي بأكمله ويجب أن تخلق فرصًا علمية مثيرة للاهتمام لـ SWAP طوال رحلتها المخطط لها لمدة تسع سنوات إلى بلوتو. ستعمل تقنية SWAP لأكثر من شهر كل عام وستقوم بتذويب أيونات الالتقاط ذات الغلاف الشمسي التي تنشأ في الفضاء النجمي وتتأين عندما تقترب من الشمس. تأتي أيونات بيك آب أخرى من مواد داخل النظام الشمسي. وقد أظهر الباحثون أنه حتى التصادمات بين أجسام حزام كويبر تؤدي إلى حبيبات صغيرة تنجرف نحو الشمس وتبخر وتتأين. ستسمح مركبة الفضاء كاسيني ، عندما تصل إلى زحل في يوليو المقبل ، للباحثين بالمراقبة
هذه ما يسمى أيونات التقاط "المصدر الخارجي" إلى 10 وحدات فلكية (AU ، المسافة من الأرض إلى الشمس) ، المنطقة التي يعتقد أن أيونات الالتقاط من المصدر الخارجي تبدأ.
"سنخرج إلى 30 AU قبل وصول New Horizons إلى بلوتو. بينما نستهدف جسم حزام كويبر ، يمكننا أن نكون في أي مكان من 30 إلى 50 AU ، حيث يصبح تأثير أيونات التقاط الغلاف الشمسي أكبر وأكبر في الرياح الشمسية. "في الرحلة إلى بلوتو ، سنكون قادرين على التحقق من صحة نظرية المصدر الخارجي أو دحضها ، وهي دافئة مثيرة للوصول إلى بلوتو نفسه."
المصدر الأصلي: بيان صحفي SWRI
