Tín dụng hình ảnh: NASA / JHUAPL / SwRI
Thiết bị của Gió mặt trời xung quanh Sao Diêm Vương (SWAP) trên tàu vũ trụ New Horizons được thiết kế để đo lường sự tương tác của Sao Diêm Vương và Charon với gió mặt trời, dòng các hạt tích điện tốc độ cao chảy ra từ mặt trời. Hiểu được các tương tác này sẽ giúp các nhà nghiên cứu mở rộng kiến thức về các quá trình vật lý thiên văn ảnh hưởng đến các cơ quan này và một phần của hệ mặt trời.
Cộng đồng khoa học vũ trụ hiểu được các thái cực (được gọi là các trạng thái giới hạn) của các tương tác gió mặt trời với các hành tinh, sao chổi và các vật thể khác, nhưng không ai biết loại tương tác nào có mặt tại Sao Diêm Vương. Sao chổi Borrelly đại diện cho sự tương tác mạnh mẽ với gió mặt trời, trong khi Sao Kim đại diện cho một điểm yếu.
Tiến sĩ Chúng tôi hy vọng các tương tác gió mặt trời tại Sao Diêm Vương nằm ở đâu đó giữa hai thái cực mạnh và yếu, ông nói, điều tra viên chính của SWAP, Tiến sĩ David J. McComas, một giám đốc điều hành cấp cao tại Viện nghiên cứu Tây Nam? (SwRI?).
Sau khi thực hiện các phép đo tại Sao Diêm Vương, các nhà nghiên cứu có kế hoạch sử dụng dữ liệu SWAP để xác định các tham số cơ bản về hệ thống. Ví dụ, một khi các nhà nghiên cứu biết làm thế nào vật chất đó thoát ra khỏi Sao Diêm Vương, thì họ có thể ước tính lượng khí quyển Sao Diêm Vương thoát ra ngoài không gian. Điều này sẽ tiết lộ những hiểu biết sâu sắc về cấu trúc và vận mệnh của chính bầu khí quyển.
SWAP sẽ tiếp tục thực hiện các phép đo tương tự tại Charon và ít nhất một đối tượng vành đai Kuiper; tuy nhiên, nhóm nghiên cứu hy vọng những tương tác đó sẽ yếu hơn nhiều chỉ đơn giản vì bầu khí quyển của những vật thể này dự kiến sẽ ít rộng hơn và không có khả năng phát ra nhiều vật chất.
Một trong số nhiều bí ẩn của Sao Diêm Vương là nơi các tương tác của gió mặt trời sẽ xảy ra trên khắp hành tinh, vì vậy các kế hoạch khoa học kêu gọi SWAP thực hiện các phép đo liên tục khi nó đến gần và vượt qua Sao Diêm Vương.
McComas biết khi nào và ở đâu sử dụng một số dụng cụ để chụp ảnh hoặc đo tại Pluto, McC nói. Tuy nhiên, các tương tác gió của Solar Solar có một thách thức khá lớn bởi vì chúng tôi đang cố gắng đo lường thứ vô hình này xung quanh Sao Diêm Vương ở khoảng cách không chắc chắn với nó.
Khoa học mà chúng tôi mong đợi SWAP sẽ thực hiện là không thể thực hiện được nếu không thực sự đến Pluto-Charon và trực tiếp lấy mẫu môi trường của nó. Khả năng đó là thứ mà NASA tiên phong và cho đến ngày nay, chỉ có Hoa Kỳ mới có thể làm được, tiến sĩ Alan Stern, nhà điều tra chính của New Horizons và là giám đốc điều hành tại SwRI.
Khoảng cách đáng kinh ngạc của Sao Diêm Vương từ mặt trời đòi hỏi nhóm SWAP chế tạo công cụ khẩu độ lớn nhất từng được sử dụng để đo gió mặt trời. Nó cho phép SWAP thực hiện các phép đo ngay cả khi gió mặt trời rất khó khăn. Thiết bị cũng kết hợp máy phân tích tiềm năng (RPA) với máy phân tích tĩnh điện (ESA) để cho phép đo năng lượng cực kỳ chính xác, chính xác của gió mặt trời.
Scott Weidner, người quản lý công cụ SWAP và nhà khoa học chính của SwRI cho biết, sự tương tác giữa Sao Diêm Vương và gió mặt trời trở nên rất nhỏ, sự kết hợp RPA và ESA sẽ cho phép chúng ta đo lường những thay đổi nhỏ trong tốc độ gió mặt trời.
Các nhạc cụ khác nhau trên New Horizons được thiết kế và đang được chế tạo độc lập, tuy nhiên chúng được cho là sẽ phối hợp với nhau để tiết lộ những hiểu biết mới đáng kể về Pluto, Charon và hàng xóm vành đai Kuiper của chúng. SWAP đo các tương tác năng lượng thấp, chẳng hạn như các tương tác gây ra bởi gió mặt trời. Bổ sung của nó, Điều tra Khoa học Máy quang phổ Hạt Pluto, hay PEPSSI, sẽ xem xét các hạt năng lượng cao hơn, chẳng hạn như các ion đón. Đỉnh của dải năng lượng SWAP, có thể đo một số ion thu và PEPSSI chọn nơi SWAP rời đi để xem các tương tác năng lượng cao nhất.
Mặt trời và gió mặt trời của nó ảnh hưởng đến toàn bộ hệ mặt trời và sẽ tạo ra những cơ hội khoa học thú vị cho SWAP trong suốt hành trình 9 năm dự định tới Sao Diêm Vương. SWAP sẽ hoạt động trong hơn một tháng mỗi năm và sẽ lấy mẫu các ion thu nhận heliospheric có nguồn gốc từ không gian giữa các vì sao và bị ion hóa khi chúng đến gần mặt trời. Các ion đón khác đến từ vật liệu bên trong hệ mặt trời. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng thậm chí va chạm giữa các vật thể trong vành đai Kuiper dẫn đến các hạt nhỏ trôi về phía mặt trời, bốc hơi và bị ion hóa. Tàu vũ trụ Cassini, khi tới Sao Thổ vào tháng 7 này, sẽ cho phép các nhà nghiên cứu quan sát
cái gọi là các nguồn thu bên ngoài của Google được gọi là 10 đơn vị thiên văn (10, khoảng cách từ Trái đất đến mặt trời), khu vực nơi các ion đón từ nguồn bên ngoài được cho là bắt đầu.
Chúng tôi sẽ ra tới 30 AU trước khi Chân trời mới thậm chí đến được Sao Diêm Vương. Trong khi chúng tôi nhắm mục tiêu vào một đối tượng vành đai Kuiper, chúng tôi có thể ở bất cứ đâu từ 30 đến 50 AU, nơi mà ảnh hưởng của các ion thu nhận khí quyển ngày càng lớn hơn trong gió mặt trời, theo ông McComas. Trên hành trình đến Sao Diêm Vương, chúng ta sẽ có thể xác nhận hoặc bác bỏ lý thuyết nguồn bên ngoài, đây là một sự khởi động thú vị để tiếp cận với chính Sao Diêm Vương.
Nguồn gốc: Bản tin SWRI
