NASAs internasjonale romfartøy (Interstellar Boundary Explorer (IBEX)) har gjort de første observasjonene av raske hydrogenatomer som kommer fra månen, etter tiår med spekulasjoner og søk etter deres eksistens. IBEX ble lansert i oktober i fjor, og har et oppdrag å avbilde og kartlegge de dynamiske samhandlingene som er forårsaket av den varme solvinden som smeller inn i den kalde rom. Men da IBEX-teamet bestilte romfartøyet, oppdaget de strømmen av nøytrale hydrogenatomer som er forårsaket av solvinden som sprer seg utover månens overflate.
Detektoren som oppdaget funnet, kalt IBEX-Hi, ble designet og bygget av Southwest Research Institute og Los Alamos National Labs for å måle partikler som beveger seg i hastigheter fra 0,5 til 2,5 millioner miles i timen.
"Like etter at vi fikk slått på IBEX-Hi, passerte månen tilfeldigvis gjennom sitt synsfelt, og der var de," sier Dr. David J. McComas, IBEX hovedetterforsker og assisterende visepresident for SwRI Space Science og Engineering Division, der IBEX-Hi partikkeldetektoren først og fremst ble bygget. "Instrumentet lyste opp med et tydelig signal om de nøytrale atomene som blir oppdaget når de spredte seg tilbake fra månen."
Solvinden, den supersoniske strømmen av ladede partikler som strømmer ut fra solen, beveger seg ut i verdensrommet i alle retninger med en hastighet på omtrent en million mph. Jordens sterke magnetfelt beskytter planeten vår mot solvinden. Månen, med sitt relativt svake magnetfelt, har ingen slik beskyttelse, noe som får solvinden til å smelle ned på månens solside.
Fra sitt utsiktspunkt i en høy jordbane ser IBEX omtrent halvparten av månen - en fjerdedel av den er mørk og vender mot nattkanten (borte fra solen), mens den andre kvartalet vender mot dagkanten (mot solen). Solvindpartikler påvirker bare dagen, der de fleste av dem er innebygd i månens overflate, mens noen sprer seg i forskjellige retninger. De spredte blir for det meste nøytrale atomer i denne refleksjonsprosessen ved å plukke opp elektroner fra månens overflate.
IBEX-teamet anslår at bare rundt 10 prosent av solens vindioner reflekterer fra solsiden av månen som nøytrale atomer, mens de resterende 90 prosent er innebygd i månens overflate. Kjennetegn på månens overflate, for eksempel støv, kratre og stein, spiller en rolle i å bestemme prosentandelen av partikler som blir innebygd og prosentandelen nøytrale partikler, så vel som deres bevegelsesretning, som sprer seg.
McComas sier at resultatene også kaster lys over "resirkulerings" -prosessen gjennomført av partikler i hele solsystemet og utover. Solvinden og andre ladede partikler påvirker støv og større gjenstander når de ferdes gjennom verdensrommet, der de spres tilbake og blir opparbeidet som nøytrale atomer. Disse atomene kan reise lange avstander før de blir strippet for elektronene sine og blir til ioner og den kompliserte prosessen begynner igjen.
De kombinerte sprednings- og nøytraliseringsprosessene som nå er observert ved månen har implikasjoner for interaksjon med objekter over solsystemet, for eksempel asteroider, Kuiper Belt-objekter og andre måner. Plasma-overflate-interaksjoner som oppstår i protostellar nebula, det romområdet som dannes rundt planeter og stjerner - så vel som eksoplaneter, planeter rundt andre stjerner - kan også utledes.
IBEXs primære oppgave er å observere og kartlegge de komplekse interaksjonene som oppstår i utkanten av solsystemet, der solenergimillionen i timen løper inn i det interstellare materialet fra resten av galaksen. Romfartøyet har de mest følsomme nøytrale atomdetektorene som noensinne er fløyet i verdensrommet, slik at forskere ikke bare kan måle partikkelenergi, men også lage nøyaktige bilder av hvor de kommer fra.
Og romskipet er bare i gang. Mot slutten av sommeren vil teamet gi ut romskipets første himmelkart som viser de energiske prosessene som foregår i utkanten av solsystemet. Teamet vil ikke kommentere før bildet er fullført, men McComas antyder: "Det ser ikke ut som noen av modellene."
Forskningen ble nylig publisert i tidsskriftet Geofysiske forskningsbrev.
Kilde: Southwest Research Institute
