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泰坦暴露在太阳风的作用下

2018-05-16
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em NASA的卡西尼太空船在超音速和超Alfvénic太阳风中观测到了泰坦,揭示出泰坦与太阳风的相互作用在很多方面与未磁化的行星火星和金星以及活动彗星相似,尽管它们的性质不同太阳系外层的太阳等离子体。 / em

泰坦足够大,如果它自己绕太阳运行,它可以被认为是一颗行星,而2013年12月的巨型月球飞行则模拟了卡西尼的有利位置。这次遭遇在卡西尼的使命中是独一无二的,因为这是航天器唯一一次在原始状态下观测土卫六的情况,土星的磁场占主导地位,被称为磁层。

布宜诺斯艾利斯天文和空间物理研究所的Cesar Bertucci说:“我们观察到,如果将泰坦移动到土星的距离,Titan与太阳风相互作用,就像火星一样,他与卡西尼任务。 “我们认为泰坦在这个状态看起来会不一样。我们当然很惊讶,“他说。

太阳风是一股快速流动的带电粒子,它不断地从太阳流出,像行中的岛屿一样在行星周围流动。研究太阳风在其他行星的影响有助于科学家了解太阳的活动如何影响其大气。这些影响可能包括对大气化学的修改以及对空间的逐渐损失。

泰坦在土星的磁层中花费了大约95%的时间。但在2013年12月1日的卡西尼号飞越期间,巨大的月亮正好位于土星的向阳侧,当太阳活动的强大爆发传到了地球。太阳风的强烈飙升使得土星磁层的太阳侧面受到压缩,气泡的外边缘被推到了泰坦的轨道内。这使得月球暴露在高能太阳粒子的湍流中,并且不受保护。

使用它的磁力计工具,类似于敏感的罗盘,卡西尼在任务十年期间在土星系统中多次观测过泰坦,但始终在土星的磁层内。太空船一直未能检测到来自泰坦自身的磁场。在通常的状态下,泰坦隐藏在土星的磁场中。

这次土星的影响不存在,允许卡西尼的磁力计观测泰坦,因为它直接与太阳风相互作用。 Bertucci及其同事研究了在泰坦周围形成的冲击波,在那里全力太阳风冲击到月球的大气中。

在地球上,我们星球上强大的磁场充当了抵御太阳风的屏障,有助于保护我们的大气不被剥离。就金星,火星和彗星而言 - 它们都不受全球磁场的保护 - 太阳风缠绕物体本身,直接与它们的气氛(或彗星的情况下,它的昏迷)相互作用。卡西尼在泰坦看到同样的事情。

研究人员认为,由于朦胧月亮的密集气氛的化学性质非常复杂,他们将不得不以太阳风对待太阳风。但卡西尼对裸体泰坦的观察暗示了一种更优雅的解决方案。 “这可能意味着我们可以使用相同的工具来研究太阳系中不同地区的太阳能世界是如何与来自太阳的风相互作用的,”贝尔图奇说。

贝尔图奇指出,类似的非磁化机构的名单可能包括矮行星冥王星,今年将首次由美国宇航局的新地平线航天器访问。

“在经过近十年的轨道之后,卡西尼号再次表明土星系统充满了惊喜,”伦敦帝国理工学院卡西尼磁力计首席研究员米歇尔多尔蒂说。 “经过一百多次飞行,我们终于在太阳风中遇到了泰坦,这将使我们更好地理解这些卫星如何维持或失去它们的气氛。”

这项新研究今天在“地球物理评论快报”杂志上发表。

卡西尼惠更斯任务是NASA,欧洲空间局和意大利航天局的合作项目。美国宇航局喷气推进实验室是帕萨迪纳加利福尼亚理工学院的一个部门,负责管理美国宇航局科学任务局的任务,华盛顿特区JPL设计,开发和组装了卡西尼轨道器。磁力计小组的总部设在英国伦敦帝国学院。

出版物:C. Bertucci等人,“Titan与超音速太阳风的相互作用”,Geophysical Research Letters,2015; DOI:10.1002 / 2014GL062106

资料来源:美国国家航空航天局喷气推进实验室Preston Dyches

图片:NASA / JPL-Caltech