Η κοινή ευρωπαϊκή-ιαπωνική αποστολή, BepiColombo, αποκάλυψε πώς σχηματίζονται σέλας υψηλής ενέργειας στον Ερμή. Η έρευνα δείχνει ότι τα ηλεκτρόνια, που επιταχύνονται στη μαγνητόσφαιρα του Ερμή και κατακρημνίζονται στην επιφάνεια του πλανήτη, αλληλεπιδρούν με το επιφανειακό υλικό για να εκπέμπουν ακτίνες Χ και να παράγουν τα σέλας. Αυτή η ανακάλυψη υπογραμμίζει την κοινότητα των μηχανισμών σέλας σε όλο το Ηλιακό Σύστημα.
Η αποστολή και η ανακάλυψη του BepiColombo
BepiColombo, η άρθρωση Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) και η αποστολή της Ιαπωνικής Υπηρεσίας Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης (JAXA), αποκάλυψε πώς τα ηλεκτρόνια που πέφτουν βροχή στην επιφάνεια του Ερμή μπορούν να πυροδοτήσουν σέλας υψηλής ενέργειας.
Αυτή η αποστολή, με προορισμό τον πιο εσωτερικό πλανήτη του Ηλιακού Συστήματος από το 2018, πραγματοποίησε την πρώτη της πτήση με τον Ερμή την 1η Οκτωβρίου 2021. Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων ανέλυσε τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από τρία όργανα του BepiColombo κατά τη διάρκεια αυτής της συνάντησης, με τα ευρήματα που δημοσιεύτηκαν στις 18 Ιουλίου στο επιστημονικό περιοδικό. Επικοινωνίες για τη φύση.
Πώς σχηματίζονται τα σέλας του Ερμή
Τα σέλας στη Γη παράγονται από την αλληλεπίδραση του ηλιακού ανέμου – ενός ρεύματος φορτισμένων σωματιδίων από τον Ήλιο – και της ιονόσφαιρας του πλανήτη μας, η οποία είναι ηλεκτρικά φορτισμένη. Σε αντίθεση με τη Γη, ο Ερμής έχει μια πολύ λεπτή ατμόσφαιρα γνωστή ως εξώσφαιρα, με αποτέλεσμα τα σέλας του να σχηματίζονται από την άμεση αλληλεπίδραση του ηλιακού ανέμου με την επιφάνεια του πλανήτη.
Το διαστημόπλοιο BepiColombo και οι παρατηρήσεις
Η αποστολή BepiColombo αποτελείται από δύο διαστημόπλοια, το Mercury Planetary Orbiter (MPO) με επικεφαλής την ESA και το Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO, που ονομάζεται Mio μετά την εκτόξευση) υπό την επίβλεψη JAXA. Και οι δύο βρίσκονται σε μια διάταξη ελλιμενισμού για το επταετές ταξίδι στην τελική τους τροχιά. Κατά τη διάρκεια της εναρκτήριας πτήσης του με τον Ερμή, το BepiColombo σκαρφάλωσε 200 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια του πλανήτη, με το Mio επί του σκάφους πλάσμα αίματος όργανα που διευκολύνουν τις πρώτες ταυτόχρονες παρατηρήσεις διαφορετικών τύπων φορτισμένων σωματιδίων από τον ηλιακό άνεμο κοντά στον Ερμή.
Ευρήματα και Ενόραση του Ερευνητή
Ο Sae Aizawa, επικεφαλής συγγραφέας από το Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), που επί του παρόντος συνδέεται με το Ινστιτούτο Διαστήματος και Αστροναυτικής Επιστήμης της JAXA (ISAS) και το Πανεπιστήμιο της Πίζας, Ιταλία, σχολίασε: «Για πρώτη φορά, είδαμε πώς τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται στην επιφάνεια του Ερμή και οι πλανήτες του Ερμή επιταχύνονται στην επιφάνεια του Ερμή. Ενώ η μαγνητόσφαιρα του Ερμή είναι πολύ μικρότερη από της Γης και έχει διαφορετική δομή και δυναμική, έχουμε επιβεβαίωση ότι ο μηχανισμός που δημιουργεί τα σέλας είναι ο ίδιος σε όλο το Ηλιακό Σύστημα».
Η διαδρομή και οι παρατηρήσεις του BepiColombo
Κατά τη διάρκεια της πτήσης, το BepiColombo ήρθε κοντά στον Ερμή από τη νυχτερινή πλευρά του βόρειου ημισφαιρίου και έκανε την πλησιέστερη προσέγγισή του κοντά στην πρωινή πλευρά του νότιου ημισφαιρίου. Η αποστολή παρατήρησε τη μαγνητόσφαιρα στην πλευρά της ημέρας του νότιου ημισφαιρίου πριν βγει από τη μαγνητόσφαιρα πίσω στον ηλιακό άνεμο. Τα όργανά του παρατήρησαν με επιτυχία τη δομή και τα όρια της μαγνητόσφαιρας, γεγονός που αποκάλυψε ότι η μαγνητόσφαιρα ήταν ασυνήθιστα συμπιεσμένη, πιθανότατα λόγω των συνθηκών υψηλής πίεσης στον ηλιακό άνεμο.
Επιτάχυνση ηλεκτρονίων και Σέλας στον Ερμή
Η επιτάχυνση των ηλεκτρονίων φαίνεται να είναι προϊόν διεργασιών πλάσματος στην αυγή πλευρά της μαγνητόσφαιρας του Ερμή. Τα υψηλής ενέργειας ηλεκτρόνια μεταφέρονται από την περιοχή της ουράς προς τον πλανήτη, όπου τελικά πέφτουν βροχή στην επιφάνεια του Ερμή. Ανεμπόδιστα από μια ατμόσφαιρα, αλληλεπιδρούν με το υλικό στην επιφάνεια και προκαλούν την εκπομπή ακτίνων Χ, με αποτέλεσμα μια λάμψη σέλας. Ενώ NASAΗ αποστολή MESSENGER είχε προηγουμένως παρατηρήσει σέλας στον Ερμή, οι διεργασίες που πυροδοτούν τον φθορισμό των ακτίνων Χ από την επιφάνεια δεν είχαν γίνει καλά κατανοητές ούτε παρατηρήθηκαν άμεσα μέχρι τώρα.
Παραπομπή: «Άμεσες ενδείξεις παρορμητικών εγχύσεων ηλεκτρονίων που σχετίζονται με υποκαταιγίδες στον Ερμή» από τους Sae Aizawa, Yuki Harada, Nicholas Andrew, Yoshifumi Saito, Stas Barabash, Dominique Delcourt, Jean-Andre Sauvaud, Alain Barthe, Andrei Fedorov, Emmanuel Penijako, Nen on, Mathias Rojo, Yoshifumi Futaana, Kazushi Asamura, Manabu Shimoyama, Lina Z. Hadid, Dominique Fontaine, Bruno Katra, Markus Fraenz, Norbert Krupp, Shoya Matsuda και Go Murakami, 18 Ιουλίου 2023, Επικοινωνίες για τη φύση.
DOI: 10.1038/s41467-023-39565-4
Η μελέτη πραγματοποιήθηκε από μια ερευνητική ομάδα που αποτελείται από το Γαλλικό Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), το Πανεπιστήμιο του Κιότο, το ISAS, το Laboratoire de Physique des Plasmas (Γαλλία), το Max Planck Institute for Solar System Research (Γερμανία), το Σουηδικό Ινστιτούτο Διαστημικής Φυσικής, Πανεπιστήμιο της Osaka, Πανεπιστήμιο και Kanazka. Το έργο υποστηρίχθηκε εν μέρει μέσω της χρηματοδότησης της Ερευνητικής Υποδομής του Europlanet 2024 από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή στο πλαίσιο της συμφωνίας επιχορήγησης αριθ. 871149.
Διαβάστε επίσης:Ετοιμαστείτε να δείτε περισσότερα από το Βόρειο Σέλας
Το βόρειο σέλας έρχεται νότια για ασυνήθιστη θέαση του βόρειου σέλας
Η ασυμμετρία ηλεκτρονίων και το μυστήριο της ύπαρξης της ύλης: μια μελέτη που σπάει τα ρεκόρ
