Como el viento solar interacciona con el cometa

Screenshot from a simulation of plasma interactions between Comet 67P/C-G and the solar wind around perihelion. Click for full animation and detailed caption. Credit: Modelling and simulation: Technische Universität Braunschweig and Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; Visualisation: Zuse-Institut Berlin.

Se muestra a través de una simulación del plasma interaccionando entre el Cometa 67P/C-G y el viento solar alrededor del perihelio. Créditos: Modelado y simulación: Technische Universität Braunschweig y Deutsches Zentrum por Luft- und Raumfahrt; Visualización: Zuse-Institut Berlin.

Rosetta muestra cómo el cometa interactúa con el viento solar.

Una gran serie de documentos de investigación científica están siendo publicados, como: “Evolución de los iones en el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko sobre observaciones entre 3,6 y 2,0 UA” por H. Nilsson et al.; “Rosetta: observaciones de la interacción del viento solar con el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko” por T.W. Broiles et al.; y “Viento Solar chisporrotea (sputtering) en el polvo en la superficie de 67P/Churyumov-Gerasimenko” por Peter Wurz et al. Todas ellas han sido aceptados para su publicación en Astronomy and Astrophysics, y “Características dinámicas y estructuras espaciales de la región de interacción del plasma del 67P/Churyumov-Gerasimenko y el viento solar” por C. Koenders et al, que se publica en Planetary and Space Science.

Rosetta hace un gran y buen paso y progreso en una de sus investigaciones claves, que concierne a la interacción entre el cometa y el viento solar.

El viento solar es la corriente constante de partículas eléctricamente cargadas que fluyen del Sol, desplegando su campo magnético en el Sistema Solar. Como todos los cometas, el 67P/Churyumov–Gerasimenko debe navegar este flujo en su órbita alrededor del Sol.

Esta es una lucha constante entre el cometa y el viento solar, que ayudan a dar forma a la “cola iónica” del cometa. Los instrumentos de la sonda Rosetta supervisan el fino detalle de este proceso.

Mediante el Rosetta Plasma Consortium Ion Composition Analyzer, Hans Nilsson del Instituto Sueco de Física Espacial y sus colegas han estado estudiando la evolución gradual de los iones del cometa. Han visto que la cantidad de iones de agua, -moléculas de agua que han sido despojadas de un electrón- que se alejan del cometa han aumentado enormemente cuando el 67P/C-G se movía entre las 3,6 UA (unos 538 millones de km) y las 2,0 UA (unos 300 millones de km) del Sol. Aunque la aceleración cotidiana es altamente variable, el promedio de las 24 horas ha aumentado por un factor de 10.000 durante el presente estudio, que abarca el período Agosto de 2014 a Marzo de 2015.

Los iones del agua se originan en la “coma”, que es la atmósfera del cometa. Se ubican allí por el calor solar que va liberando las moléculas del hielo superficial. Una vez en estado gaseoso, la colisión de la luz ultravioleta extrema desplaza electrones de las moléculas de agua, convirtiéndolos en iones. Una vez despojado de algunos de sus electrones, los iones del agua entonces pueden ser acelerados por las propiedades eléctricas del viento solar.

No todos los iones son acelerados hacia el exterior, algunos pasarán a golpear la superficie del cometa. Las partículas del viento solar también encontrarán en su camino a través de la extensión de la coma hasta el suelo. Cuando esto sucede, no hace más que provocar un proceso llamado “sputtering”, en la que se desplazan o mueven los átomos de un material situado en la superficie y son “liberados” hacia el espacio.

Peter Wurz de la Universidad de Berna, Suiza, y colegas ha estudiado estos átomos “chisporroteando” con el Double Focussing Mass Spectrometer (DFMS), que es parte del experimento de ROSINA.
Ellos han descubierto hasta ahora, que el sodio, el potasio, el silicio y el calcio; que todos están presentes en una forma rara de meteorito llamado condrita carbonácea. Sin embargo, hay diferencias en las cantidades de estos átomos entre el cometa y en estos meteoritos. Mientras la abundancia de sodio parece ser la misma, el 67P/C-G muestra un exceso de potasio y una reducción en el calcio.

La mayoría de los átomos bombardeados provienen del lado invernal del cometa. Aunque este es el hemisferio que actualmente se enfrenta al Sol desde grandes distancias, las partículas del viento solar terminan golpeando la superficie; ya que son desviados durante las interacciones con iones en la coma del cometa. Esto puede ser un proceso significativo siempre y cuando la densidad de los iones de la coma no sea demasiado grande. Pero en algún momento la atmósfera del cometa se convierte en lo suficientemente densa para ser una defensa importante, protegiendo así la helada superficie.

A medida el cometa se va acercando al Sol, el “sputtering” se detiene porque el cometa libera más gas y la coma será impenetrable. Cuando esto sucede, los iones del viento solar siempre chocan con los átomos en este ambiente o bien son desviados lejos antes de poder golpear la superficie. La primera evidencia que esta desviación se está llevando a cabo en 67P/C-G y se ha medido con el “Rosetta Plasma Consortium Ion” y el “Electron Sensor”, por Thomas Broiles del Southwest Research Institute (SwRI) en San Antonio, Texas y sus colegas.

Estas observaciones comenzaron el 6 de Agosto de 2014 cuando Rosetta llegó al cometa y han sido casi continuas. El instrumento ha estado midiendo el flujo del viento solar mientras Rosetta orbita al 67P/C-G, mostrando que el viento solar puede ser desviado hasta en 45° de la dirección anti solar. La desviación es mayor para los iones más ligeros, tales como protones y no tanto para los iones más pesados derivados de átomos de helio. Para todos los iones, se muestra que la desviación aumenta a medida que el cometa es más cercano al Sol y el coma se convierte cada vez más densa.

Mientras todo esto sucede, Rosetta estará allí para continuar el seguimiento y realizar mediciones de todos los cambios que se van produciendo. Esta fue la razón fundamental para esta cita programada con un cometa. Las misiones anteriores solo han tomado instantáneas y algunos datos durante los breves sobrevuelos, pero Rosetta nos está mostrando realmente cómo se comporta un cometa al acercarse al Sol.

Leer: “Evolution of the ion environment of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko: Observations between 3.6 and 2.0 AU” by H. Nilsson et al. aquí.

Leer: “Rosetta observations of solar wind interaction with the comet 67P/Churyumov-Gerasimenko” by T.W. Broiles et al. aquí.

Leer: “Solar Wind Sputtering of Dust on the Surface of 67P/Churyumov-Gerasimenko” by Peter Wurz et al. aquí.

Leer: “Dynamical features and spatial structures of the plasma interaction region of 67P/Churyumov–Gerasimenko and the solar wind” by C. Koenders et al. aquí.

Fuente: http://blogs.esa.int/rosetta/2015/07/29/rosetta-shows-how-comet-interacts-with-the-solar-wind/

 

 

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Acerca de Luis Mansilla

Espacio dedicado al estudio y observación de estos Cuerpos Menores del Sistema Solar.

Publicado el 01/08/2015 en Actividad cometaria, Actividad en el 67P/C-G, Análisis componentes cometarios, Análisis de la coma cometaria, Análisis de polvo cometario y etiquetado en , , , , . Guarda el enlace permanente. Comentarios desactivados en Como el viento solar interacciona con el cometa.

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