A NASA Interstellar Boundary Explorer (IBEX) űrhajója először megfigyelte a Holdból származó gyors hidrogénatomokat, évtizedek óta tartó spekuláció után, és létezésük kutatása után. A múlt októberben indított IBEX feladata a dinamikus interakciók ábrázolása és feltérképezése, amelyeket a forró napsugár szél csap be a hideg térbe. Mivel azonban az IBEX csapata megbízta az űrhajót, felfedezték a semleges hidrogénatomok áramlását, amelyeket a hold felszínéről szóródó napsugár okoz.
A felfedezést végző, IBEX-Hi elnevezésű detektorot a Southwest Research Institute és a Los Alamos National Labs tervezte és építette úgy, hogy mérje a részecskék sebességét, amely óránként 0,5 és 2,5 millió mérföld között mozog.
"Miután bekapcsoltuk az IBEX-Hi-t, a hold véletlenül átjutott a látómezőjén, és ott voltak" - mondja Dr. David J. McComas, az IBEX fő kutatója és az SwRI Űrtudományi alelnöke és Műszaki osztály, ahol elsősorban az IBEX-Hi részecskedetektor épült. "A műszer világosan jelezte, hogy a semleges atomok észlelhetők, amikor visszahúzódnak a holdból."
A napszél, a töltött részecskék szuperszonikus áramlása, amely kiárad a Napból, mindegyik mph sebességgel minden irányba eljut az űrbe. A Föld erős mágneses tere megóvja bolygónkat a napszéltől. A Holdnak, a viszonylag gyenge mágneses mezőjével, nincs ilyen védelme, ezért a napsugaras szél a hold napsütötte oldalára robbant.
A magas földi pályán az IBEX a hold körülbelül felét látja - a negyed része sötét, éjjeli oldalára néz (távol a naptól), míg a másik negyed a nappali felé néz (a nap felé). A napszél-részecskék csak a nappali partvidékre hatnak, ahol a legtöbbjük beágyazódik a holdfelszínbe, miközben egyesek különböző irányba szétszóródnak. A szétszórt atomok ebben a reflexiós folyamatban többnyire semleges atomokká válnak, amikor elektronokat vesznek fel a holdfelszínről.
Az IBEX csoport becslése szerint a napszélionoknak csak körülbelül 10% -a tükröződik a Hold napfény oldalán semleges atomok formájában, míg a fennmaradó 90% -ot a holdfelületbe ágyazzák. A holdfelület jellemzői, például por, kráter és kő, szerepet játszanak a beágyazott részecskék és a semleges részecskék százalékos arányának, valamint a szóródás irányának meghatározásában.
McComas szerint az eredmények rávilágítanak a részecskék által a Naprendszerben és azon túl zajló „újrahasznosítási” folyamatra is. A napszél és más töltött részecskék hatással vannak a porra és a nagyobb tárgyakra, amikor átjutnak az űrben, ahol visszatérnek a felszínre, és semleges atomokként kerülnek újrafeldolgozásra. Ezek az atomok nagy távolságot tudnak megtenni, mielőtt megfosztják az elektronuktól, és ionokká válnak, és a bonyolult folyamat újrakezdődik.
A Holdon most megfigyelt kombinált szórási és semlegesítési folyamatok kihatással vannak a Naprendszerben található tárgyakkal, például aszteroidákkal, Kuiper-öv tárgyakkal és más holdokkal való kölcsönhatásokra. A plazma-felület kölcsönhatások, amelyek előfordulnak a protosteláris ködben, a bolygók és csillagok körüli térrészben, valamint az exoplanetek és a többi csillagok körüli bolygók is, levezethetők.
Az IBEX elsődleges feladata, hogy megfigyelje és feltérképezze a komplex kölcsönhatásokat, amelyek a Naprendszer szélén fordulnak elő, ahol a millió mérföldes sebesség óránként a szél a csillagok közötti anyagba áramlik a galaxis többi részéből. Az űrhajó a legérzékenyebb semleges atomdetektorokat hordozza, amelyek valaha is repültek az űrben, lehetővé téve a kutatóknak, hogy ne csak mérjék a részecske energiáját, hanem pontos képet készítsenek arról is, ahonnan érkeznek.
És az űrhajó csak most kezdődik. A nyár végén a csapat kiadja az űrhajó első világtérképét, amely bemutatja a Naprendszer szélén zajló energetikai folyamatokat. A csapat nem kommentálja, amíg a kép elkészül, de McComas azt mondja: „Nem úgy néz ki, mint bármelyik modell.”
A kutatást nemrégiben tették közzé a folyóiratban Geofizikai kutatási levelek.
Forrás: Southwest Research Institute
