As descobertas recentes da missão Cassini da NASA revelam que geyser lua de SaturnoEnceladus fornece um laboratório especial para assistir o comportamento incomum de plasma, ou quente gás ionizado . Alguns cientistas da Cassini acho que eles têm observado " plasma empoeirado ", uma condição teorizado, mas não observado anteriormente no local, perto de Enceladus.
Dados de campos da Cassini e instrumentos de partículas também mostram que o habitual "pesados" e "luz" espécies de partículas carregadas no plasma normal são realmente invertido perto da pluma de pulverização da região sul da lua polar.
"São descobertas verdadeiramente excitantes para plasma ciência", disse Tamas Gombosi, campos e partículas da Cassini cientista interdisciplinar com base na Universidade de Michigan, Ann Arbor. "Cassini está nos dando uma nova física de plasma de laboratório."
Noventa e nove por cento da matéria do universo é pensado para ser na forma de plasma, de modo que os cientistas têm vindo a utilizar Saturno como um outro site que a Terra para observar o comportamento da nuvem de íons e elétrons diretamente. Os cientistas querem estudar o modo como o sol envia energia para o meio ambiente de Saturno plasma, uma vez que a sacudida de unidades de energia processa como o clima eo comportamento das linhas de campo magnético . Eles podem usar esses dados para entender como o ambiente de Saturno plasma é semelhante e diferente da Terra e outros planetas.
A pequena, gelada da lua Enceladus é uma importante fonte de material ionizado preenchendo o enorme bolha magnética em torno de Saturno. Cerca de 200 libras (cerca de 100 quilogramas) de vapor de água por segundo - aproximadamente tanto quanto um cometa ativo - de pulverização a partir rachaduras longas na região polar sul conhecido como "listras de tigre". A matéria ejetada forma a pluma de Encélado - uma estrutura complexa de grãos de gelo e gás neutro que é principalmente vapor de água. A pluma é convertido em partículas carregadas que interagem com o plasma que preenche magnetosfera de Saturno.
A natureza desta mistura de gás-poeira plasma único foi revelada durante o curso da missão com dados de múltiplos instrumentos, incluindo o plasma Cassini espectrómetro , magnetómetro, instrumento de imagem magnetosférica, eo rádio e instrumento ciência plasma de onda. O que os cientistas descobriram mais interessante é que os grãos variam continuamente em tamanho de clusters de água pequena (poucas moléculas de água) para milésimos de polegada (100 micrômetros). Eles também viram que uma fração grande de esses elétrons grãos armadilha em sua superfície. Até 90 por cento dos elétrons da nuvem parece estar preso em grandes, grãos mais pesados.
Neste ambiente, a Cassini já visto íons carregados positivamente se os pequenos, "light" espécie de plasma e os grãos carregados negativamente se o componente "pesado". Este é exatamente o oposto de "normal" plasmas, onde os elétrons negativos são milhares de vezes mais leve do que os íons positivos.
Em um artigo publicado na edição de dezembro da revista, uma equipe de cientistas suecos e norte-americanas sobre a missão Cassini examinou rádio e plasma onda observações de instrumentos científicos a partir de quatro sobrevôos de Enceladus, em 2008. Eles encontraram uma densidade de plasma de alta (ambos os iões e electrões) dentro da região pluma Enceladus, embora as densidades de electrões são geralmente muito mais baixa do que as densidades de iões nas plumas e no anel E.
A equipe concluiu que as partículas de poeira de um milionésimo cem a um milésimo centena de uma polegada (um nanômetro de micrômetro) de tamanho estão varrendo os elétrons carregados negativamente. A massa dos "observados" nanograins varia de algumas centenas a poucas dezenas de milhares de unidades de massa atômica (massas de prótons), e deve, portanto, conter dezenas de milhares de moléculas de água unidas.
Pelo menos metade dos elétrons carregados negativamente estão ligados ao pó, ea sua interação com as partículas de carga positiva faz com que os íons de ser desacelerado.Porque a poeira é cobrado e se comporta como parte da nuvem de plasma, este artigo distingue este estado da matéria a partir de poeira que só acontece de ser no plasma.
"Acoplamento forte Tal indica a possível presença do chamado" pó de plasma ", ao invés do 'pó em um plasma" condições que são comuns no espaço interplanetário ", disse Michiko Morooka do Instituto Sueco de Física Espacial , principal autor do papel e um rádio Cassini e plasma onda ciência co-investigador. "Exceto para as medições na atmosfera superior da Terra, não tenham sido previamente sem observações in-situ de plasma poeira no espaço."
Em um plasma empoeirado, as condições são apenas direito para que a poeira também participar no comportamento coletivo do plasma. Isto aumenta a complexidade do plasma, altera as suas propriedades e produz totalmente novo comportamento colectiva. Dusty plasma-se que existam em caudas de cometas e anéis de poeira ao redor do sol, mas os cientistas raramente têm a oportunidade de voar através do plasma empoeirado e medir directamente as suas características no lugar.
Uma análise separada, com base em dados obtidos pelo plasma Cassini espectrómetro, revelou a presença de nanograins possuindo uma carga eléctrica correspondente a um único electrão em excesso. "A Cassini plasma espectrômetro permitiu-nos descobrir e analisar novas classes de partículas carregadas que foram totalmente inesperado quando o instrumento foi projetado e construído na década de 1980 e 90", disse Tom Hill, principal autor do estudo e co-investigador com base em Rice University em Houston.
A natureza da pluma de Encélado foi revelado ao longo do tempo devido à natureza sinérgica dos instrumentos de campos e partículas na Cassini, que está em residência na magnetosfera de Saturno desde 2004. Na sequência da detecção inicial da pluma com base em medições magnetômetro, Sven Simon da Universidade de Colônia, na Alemanha, e Kriegel Hendrik da Universidade de Braunschweig, na Alemanha, descobriram que a perturbação observada de campo magnético de Saturno exigiu a presença de grãos de poeira carregadas negativamente na pluma.
Estas descobertas foram publicadas em abril e outubro de 2011 questões de Journal of Geophysical Research Física Espacial. Os dados anteriores obtidos por espectrómetro de massa de iões e neutro revelou a composição complexa do gás pluma, eo analisador de poeira cósmica revelou que os grãos pluma eram ricas em sais de sódio. Como esse cenário só pode surgir se a pluma originada a partir de água líquida, que fornece evidências convincentes de um oceano abaixo da superfície.
O Galaxy diário via nasa.gov / cassini e saturn.jpl.nasa.gov
Nenhum comentário:
Postar um comentário