New Horizons revela um Fenômeno Plutão - "Nós nunca antes visto em nosso sistema solar"

"Este é um tipo de interação que nunca vimos antes em qualquer lugar em nosso sistema solar", disse David J. McComas, principal autor de um novo estudo publicado hoje no Journal of Geophysical Research - Física Espacial. Usando dados de um instrumento a bordo da sonda New Horizons se reuniram em seu sobrevôo Plutão em julho de 2015, os cientistas observaram o material saindo de Plutão e visto como ele interage com o vento solar, e encontrou-o completamente novo - e inesperado. Plutão tem algumas características menos como a de um cometa e mais como planetas muito maiores, de acordo com uma análise da interacção única de Plutão com o vento solar, os cientistas dizem.

Usando dados de um instrumento a bordo da sonda New Horizons se reuniram em seu sobrevôo Plutão em julho de 2015, os cientistas observaram o material saindo de Plutão e visto como ele interage com o vento solar. Esta figura mostra a escala de tamanho de interação de Plutão com o vento solar derivada dos dados. A onda de choque é indicado pela extensão dos locais onde os autores do estudo mediram a luz, os íons do vento solar em cerca de 20 por cento mais lento do velocidade do vento solar upstream.

O Plutopause (roxo) é uma camada limite finito de tamanho ~ 0.9 Pluto raios de espessura no nariz e separa o vento solar (azul) a partir da cauda de íons pesados ​​(vermelho). Mesmo que a cauda de íons pesados ​​se estende a mais de 100 Pluto raios no momento da demonstração aérea New Horizons, a interação montante é muito compacto e o choque de curva é quase comprimido para o obstáculo.

Usando dados de um instrumento a bordo da sonda New Horizons se reuniram em seu sobrevôo Plutão em julho de 2015, os cientistas observaram o material saindo de Plutão e visto como ele interage com o vento solar. Esta figura mostra a escala de tamanho de interação de Plutão com o vento solar derivada dos dados. A onda de choque é indicado pela extensão dos locais onde os autores do estudo mediram a luz, os íons do vento solar em cerca de 20 por cento mais lento do velocidade do vento solar upstream. O Plutopause (roxo) é uma camada limite finito de tamanho ~ 0.9 Pluto raios de espessura no nariz e separa o vento solar (azul) a partir da cauda de íons pesados ​​(vermelho). Mesmo que a cauda de íons pesados ​​se estende a mais de 100 Pluto raios no momento da demonstração aérea New Horizons, a interação montante é muito compacto e o choque de curva é quase comprimido para o obstáculo. 

McComas, professor no Departamento de Ciências Astrofísica da Universidade de Princeton e vice-presidente para o Laboratório de Física de Princeton Plasma, leva o vento solar em torno de Plutão (SWAP) instrumento a bordo New Horizons; Ele também liderou o desenvolvimento de SWAP quando ele estava no Southwest Research Institute (SwRI) no Texas. A pesquisa foi financiada como parte do projeto New Horizons da NASA.

físicos espaciais dizer que eles agora têm um tesouro de informações sobre como a atmosfera de Plutão interage com o vento solar. O vento solar é o plasma, ou partículas carregadas, que vomita fora do sol no sistema solar em um supersónico 400 quilômetros por segundo (1 milhão de milhas por hora), os planetas de banho, asteróides, cometas e espaço interplanetário em uma sopa principalmente de elétrons e prótons.

"Os resultados são surpreendentes. Nós fascinado e surpreso "com os resultados, disse McComas.

Anteriormente, a maioria dos pesquisadores acreditavam que Plutão foi caracterizada mais como um cometa, que tem uma grande região de desaceleração suave do vento solar, em oposição ao desvio abrupto encontros do vento solar em um planeta como Marte ou Vênus. Em vez disso, como um carro que é parte gás e parte alimentado por bateria, Plutão é um híbrido, dizem os pesquisadores.

"Esta é uma interação intermediária, um tipo completamente novo. Não é de cometa, e não é planeta-like. É no meio ", disse McComas. "Nós já visitou todos os nove planetas clássicos e examinou todas as suas interações do vento solar, e nós nunca vi nada parecido com isso."

O diagrama esquemático abaixo ilustra a interação de Plutão com o vento solar como inferido a partir de observações do SWAP ao longo da trajetória do voo rasante New Horizons. New Horizons cruzou a linha Sun-Plutão desde o alvorecer / porção sul da cauda (porção pontilhada de trajetória) no crepúsculo do norte (parte sólida da trajetória no corte) / at ~ 44 Pluto raios baixo cauda.Porções da trajetória dentro da cauda de íons pesados ​​atrás de Plutão são indicados na bainha ion vermelho e luz que rodeia a cauda estão em azul. O choque de curva observado perto de Plutão se dissipou em apenas uma onda de proa pela distância costas que New Horizons saiu através dele.

"Estes resultados falar com o poder de exploração. Mais uma vez nós fomos para um novo tipo de lugar e nos encontramos descobrir inteiramente novos tipos de expressões na natureza ", disse Alan Stern, New Horizons investigador principal no Instituto de Pesquisa do Sudoeste. "Muitas pessoas foram surpreendidos pela geologia e atmosfera complexo de Plutão. Este trabalho mostra que há ainda mais que é surpreendente lá, incluindo sua interação vento atmosfera solar. "

Plutão continua a confundir. Desde que é tão longe do Sol - uma média de cerca de 5,9 bilhões de quilômetros (3,7 bilhões de milhas) - e porque é tão pequeno, os cientistas pensavam gravidade de Plutão não seria forte o suficiente para manter íons pesados ​​em sua atmosfera estendida. Mas, "a gravidade de Plutão é claramente suficiente para manter material suficientemente confinada", disse McComas.

Além disso, os cientistas descobriram que muito pouco da atmosfera de Plutão é composto de partículas neutras convertidos em íons eletricamente carregados e varreu para o espaço.

"Isto é para trás para muitos outros planetas, onde as partículas neutras ficar relativamente perto do planeta", disse Michael Liemohn, astrofísico da Universidade de Michigan e Editor-in-Chief of Physics JGR-Space, que não estava envolvido com a investigação, mas que ajudou a editar o papel. "Uma partícula íon torna-se influenciado pelas forças elétricas e magnéticas presentes no sistema solar, que pode ser um processo de aceleração muito eficiente. Mas a Plutão, McComas et al constatou que apenas um punhado de atmosfera deixa o planeta como íons ".

Os pesquisadores foram capazes de separar os pesados ​​íons de metano, o principal gás escapando da atmosfera de Plutão, a partir dos íons leves de hidrogénio que vêm do sol usando o instrumento SWAP.

Tal como a Terra, Plutão tem uma longa cauda de íons, que se estende na direção do vento, pelo menos, uma distância de cerca de 100 Pluto raios (119.000 km (73.800 milhas), quase três vezes a circunferência da Terra), carregada com íons pesados ​​a partir da atmosfera e com "considerável estrutura; obstrução do vento solar contra o vento do planeta de Plutão é menor do que se pensava. O vento solar não é bloqueado até sobre a distância de um raio planetário casal (2.968 quilômetros (1.844 milhas), sobre a distância entre Chicago e Los Angeles); Plutão tem uma muito fina "Plutopause" - ou ao limite da cauda de íons pesados ​​de Plutão e a bainha do vento solar se chocam ao que constitui um obstáculo ao seu fluxo.

Os cientistas escrevem: "interação Pluto com o vento solar parece ser um híbrido com a onda de choque gerada pela massa-carga como em um cometa, mas o obstáculo para o fluxo de vento solar - o Plutopause - sustentado por pressão térmica atmosférico como a Vénus e Marte. "

Heather Elliott, astrofísico do Southwest Research Institute e co-autor do estudo, disse que o estudo fornece comparações interessantes. "Comparando a energia solar interação do vento-Plutão ao vento-interação solar para outros planetas e corpos é interessante porque as condições físicas são diferentes para cada um, e os processos físicos dominantes dependem essas condições", disse Elliott.

O que é significativo, McComas disse, é a gama de diversidade que corpos no sistema solar têm com o vento solar. Além disso, os resultados oferecem pistas para os plasmas magnetizados que se pode encontrar em torno de outras estrelas. "A gama de interação com o vento solar é bastante diversificada, e isso dá alguma comparação para nos ajudar a entender melhor as ligações dentro e fora do nosso sistema solar", disse McComas.

Os cientistas concluem: "Os dados de SWAP vai ... ser novamente analisadas ... por muitos anos como a comunidade lida em conjunto com única interação vento solar de Plutão - que é diferente que em qualquer outro corpo do sistema solar."

New Horizons é a primeira missão do programa New Frontiers da NASA, gerido por Marshall Space Flight Center da agência em Huntsville, Ala. A Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory projetado, construído, e opera a nave New Horizons e gere a missão sob Investigador Principal Dr. . a direção de Alan Stern para a Diretoria de Missões Científicas da NASA. SwRI lidera a missão científica, as operações de carga e planejamento de ciência encontro. O programa NASA Heliofísica também apoiou a análise dessas observações.

O Galaxy diário via da União Geofísica Americana