Credito di immagine: NASA / JHUAPL / SwRI
Lo strumento Solar Wind Around Pluto (SWAP) a bordo del veicolo spaziale New Horizons è progettato per misurare le interazioni di Plutone e Caronte con il vento solare, il flusso ad alta velocità di particelle cariche che fuoriesce dal sole. La comprensione di queste interazioni amplierà la conoscenza dei ricercatori sui processi astrofisici che interessano questi corpi e quella parte del sistema solare.
La comunità delle scienze spaziali comprende gli estremi (chiamati stati limite) delle interazioni del vento solare con pianeti, comete e altri corpi, ma nessuno sa che tipo di interazione è presente a Plutone. La cometa Borrelly rappresenta una forte interazione con il vento solare, mentre Venere rappresenta un debole.
"Prevediamo che le interazioni del vento solare a Plutone si collocano tra gli estremi forti e quelli deboli", afferma David J. McComas, ricercatore capo dello SWAP, direttore esecutivo del Southwest Research Institute? (SwRI?).
Dopo aver effettuato le misurazioni su Plutone, i ricercatori prevedono di utilizzare i dati SWAP per definire i parametri di base sul sistema. Ad esempio, una volta che i ricercatori sanno come tale materiale viene fuori da Plutone, possono quindi stimare la quantità di atmosfera di Plutone che fuoriesce nello spazio. Ciò rivelerà intuizioni sulla struttura e sul destino dell'atmosfera stessa.
SWAP avrebbe continuato a prendere misure simili su Charon e almeno un oggetto cintura di Kuiper; tuttavia, il team si aspetta che queste interazioni siano molto più deboli semplicemente perché le atmosfere di questi oggetti dovrebbero essere meno estese e probabilmente non emetteranno molto materiale.
Un altro dei molti misteri di Plutone è il luogo in cui le interazioni del vento solare avverranno in tutto il pianeta, quindi i piani scientifici prevedono che SWAP effettui misurazioni continue mentre si avvicina e passa da Plutone.
"Sappiamo quando e dove utilizzare alcuni degli strumenti per scattare un'immagine o una misurazione su Plutone", afferma McComas. "Le interazioni del vento solare, tuttavia, rappresentano una vera sfida perché stiamo cercando di misurare questa cosa invisibile che circonda Plutone a una distanza incerta da essa."
“La scienza che prevediamo di eseguire SWAP è impossibile da realizzare senza effettivamente andare su Pluto-Charon e campionare direttamente il suo ambiente. Questa capacità è qualcosa che la NASA ha aperto la strada e che, fino ad oggi, solo gli Stati Uniti possono fare ", afferma Alan Stern, ricercatore principale di New Horizons e direttore esecutivo di SwRI.
Le incredibili distanze di Plutone dal sole richiedevano che il team SWAP costruisse il più grande strumento di apertura mai usato per misurare il vento solare. Consente a SWAP di effettuare misurazioni anche quando il vento solare è molto debole. Lo strumento combina anche un analizzatore di potenziale ritardante (RPA) con un analizzatore elettrostatico (ESA) per consentire misurazioni di energia estremamente fini e accurate del vento solare.
"Se l'interazione tra Plutone e il vento solare dovesse rivelarsi molto ridotta, la combinazione RPA ed ESA ci consentirà di misurare minime variazioni della velocità del vento solare", afferma Scott Weidner, il responsabile dello strumento SWAP e uno scienziato principale di SwRI.
I vari strumenti a bordo di New Horizons sono stati progettati e costruiti in modo indipendente, ma si prevede che lavoreranno insieme per rivelare nuove intuizioni significative su Plutone, Caronte e i loro vicini della cintura di Kuiper. SWAP misura le interazioni a bassa energia, come quelle causate dal vento solare. Il suo complemento, Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation, o PEPSSI, esaminerà particelle di energia più elevata, come gli ioni pickup. La parte superiore della gamma di energia di SWAP può misurare alcuni ioni di raccolta e PEPSSI riprende da dove SWAP interrompe per vedere le interazioni energetiche più elevate.
Il sole e il suo vento solare influiscono sull'intero sistema solare e dovrebbero creare interessanti opportunità scientifiche per SWAP durante il suo viaggio di nove anni pianificato verso Plutone. SWAP funzionerà per più di un mese ogni anno e campionerà ioni eliosferici di raccolta ioni che hanno origine nello spazio interstellare e si ionizzano quando si avvicinano al sole. Altri ioni di raccolta provengono da materiale all'interno del sistema solare. I ricercatori hanno dimostrato che anche le collisioni tra gli oggetti della cintura di Kuiper si traducono in piccoli granelli che si spostano verso il sole, evaporano e si ionizzano. La navicella spaziale Cassini, quando raggiungerà Saturno questo luglio, consentirà ai ricercatori di osservare
questi cosiddetti ioni di raccolta "sorgente esterna" a 10 unità astronomiche (AU, la distanza dalla Terra al sole), la regione in cui si ritiene che inizino gli ioni di raccolta dalla sorgente esterna.
"Saremo fuori a 30 UA prima che New Horizons raggiunga persino Plutone. Mentre stiamo prendendo di mira un oggetto della cintura di Kuiper, potremmo essere ovunque da 30 a 50 UA, dove l'influenza degli ioni eliosferici di captazione diventa sempre maggiore nel vento solare ", afferma McComas. "Durante il viaggio verso Plutone, saremo in grado di convalidare o confutare la teoria della fonte esterna, che è un emozionante riscaldamento per raggiungere Plutone stesso".
Fonte originale: Comunicato stampa SWRI
