Nincs saját mágneses tere a Rosetta üstökösének

142

A Rosetta-szonda és annak leszállóegysége mérései szerint a célüstökös magjának nincs saját mágneses tere, tehát egy nem mágnesezett kis égitestről van szó. Az üstökösmag közelében csak a napszélplazma által szállított mágneses tér mutatható ki.

Az Európai Űrügynökésg (ESA) Rosetta-szondája 2014. augusztus 6. óta a 67P/Churyumov-Gerasimenko-üstökös magja közvetlen közelében végez méréseket. A Philae leszállóegység a kalandos landolás közben is, illetve az üstökösmag felszínén is mérte az üstökös közelében a mágneses tér jellemzőit 2014. november 12-én. A Philae többször is visszapattant az üstökösmag felszínéről és így kis magasságban a mag közelében repülve a mag több helyén is tudta mérni a felszínhez közeli térerősséget. Bár nem így tervezték a leszállást, a Philae pattogó, felszínközeli hosszabb útja az üstökösmag több helyén is lehetővé tette a mágneses tér mérését.

A Philae felszínhez közeli mágneses tér méréseinek értelmezéséhez ismerni kell a pattogásai közötti felszín feletti útján a kis minilaboratórium pontos helyét. Ezt az alábbiakban foglalhatjuk össze röviden.

A Philae fedélzeti időben 2014. november 12-én 15:34 GMT-kor (a Földre kb. 28 perc múlva ért le a rádiójel) mintegy száz méteren belüli pontossággal elérte a kijelölt leszállóhelyet az üstökösmag Agilkia elnevezésű területén, ahonnan visszapattant, majd végül simán leszállt a felszínre. A leszállóegység pozícióját és útját, valamint az időadatokat a Philae fedélzeti rádióbemérő berendezése (CONSERT kísérlet), a ROMAP mágneses tér mérőműszere, ROLIS kamerája, illetve a Rosetta-szonda OSIRIS képfelvevő rendszere képfelvételei együttes elemzéséből rekonstruálni lehetett. Az üstökösmag térbeli (3-dimenziós) modellje a leszállóegység felszín feletti helyzetének meghatározását segítette. Az égitest tömegközéppontja körüli 2393 méter sugarú gömb felszíne lett definíció szerint a zérus magassági szint, amit az Agilkia területen a Philae első talajt érintési pontja határoz meg (alap referenciapont, “szintezési ősjegy” a földi geodéziában).

A Philae pályájának elemzéséből az is kiderült, hogy a korábban ismert első (15:34 GMT) és második (17:25 GMT) visszapattanásai között egyszer nekiment egy kiálló felszíni alakzatnak 16:20 GMT-kor, amely megváltoztatta a pálya irányát és így jutott el a második rugalmas érintkezés helyére 17:25 GMT-kor, majd kb. hat perccel a végső leszállóhelyére 17:31 GMT-kor.

A következő kép a Philae leszállóegység felszín feletti pattogása során utólagosan rekonstruált útját és magasságát mutatja.

20150418_rosetta_67p_nincs_sajat_magneses_ter_1
Kép forrása: ESA/Rosetta.

A Rosetta RPC-MAG (Rosetta Plasma Consortium) fluxgate magnetométer, valamint a Philae ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor) műszer mágneses  mérési adatainak időbeli menetét mutatja az első és az utolsó talajtérés között a következő ábra. A mért értékek nanotesla (nT) egységekben vannak megadva. Az adatok mintegy 10 nT mágneses teret jeleznek, ami beleesik a Naprendszerben a bolygóközi tér 0,1 – 10 nanotesla tartományába. Annak érzékeltetésére, hogy mennyire kicsi mágneses térről van szó: a Föld mágneses mezeje 50 fok szélességen 20 mikrotesla, egy nagy patkómágnesé 1 millitesla, egy napfoltban 0,25 T – 10 T is lehet.

20150418_rosetta_67p_nincs_sajat_magneses_ter_2
A Rosetta RPC-MAG (Rosetta Plasma Consortium) műszerének elhelyezkedése (balra fent), valamint a Philae ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor) detektora (balra lent). A ROMAP és az RPC-MAG mágneses mérései nagyon hasonló lefutásúak. A jobb láthatóság érdekében az RPC-MAG görbéjét 10 nT értékkel felfelé eltolták (ESA Rosetta ROMAP, RPC, ATG medialab).

A Philae ROMAP műszere által mért mágneses méréseket mutatja a következő ábra az üstökösmag felszínétől mért magasság függvényében az első talajtérintés (15:34 GMT) és a kiálló magaslatba való ütközés (16:20 GMT) közötti pályaszakaszon. A mag felszíne közelében levő mágneses teret modellezték a napszél által szállított külső mágneses tér, valamint az üstökösmag nagyon gyengének feltételezett saját, belső mágneses terének összegével. Az adódott, hogy egy ilyen kis saját, belső mágneses tér csak az üstökösmag felszínétől számított legfeljebb egy méter magasságig lenne kimutatható és az üstökösmag környezetében a napszél mágneses tere dominál, vagyis csak a külső mágneses teret lehet kimutatni a 67P magja közelében. Ez az egy méteres magasság gyakorlatilag a ROMAP térbeli felbontási határa a mágneses tér mérésében. Mindebből az következik, hogy a 67P magjának a mérési hibahatáron belül nincs saját belső mágneses tere.

20150418_rosetta_67p_nincs_sajat_magneses_ter_3
A Philae által mért mágneses adatok az ereszkedés közben (felül) és az első emelkedő szakaszon (alul).  A mérési pontokat keresztek jelölik, a modellezett mágneses teret pedig folytonos vonalak (ESA Rosetta NAVCAM, Philae ROMAP).

A kapott mérési eredmények azt jelentik, hogy az üstökös kialakulása helyén nem került be számottevő vas az üstökös poranyagába, amelyből az üstököst felépítő blokkok (kometezimálok) a fagyott gázok jegeivel együtt beépültek. Ebből természetesen nem következik az, hogy a többi üstökös is mágnesezetlen lenne, ezek a mérések csak erre az egy üstökösre adnak konkrét eredményeket. A Naprendszer kialakulásakor a porszemcsék és kisebb építőblokkok összeállását, összetapadását elsősorban az ütközések, a tömegvonzás és a mágneses tér hatása is befolyásolta, de úgy tűnik, hogy ez utóbbinak nem mindig volt szerepe az első két hatáshoz képest, legalábbis makroszkópikus méretekben.

Felmerül a kérdés, hogy mi a helyzet a Philae-vel, hiszen az első, csaknem 60 órás felszíni mérési programja után lemerültek a telepei. Tudni kell, hogy a leszállóegység lemerült telepei csak -5 °C-nál magasabb hőmérsékleten töltődnek fel, de a feltételezett leszállóhelyen még ennél hidegebb volt március közepén – bár a Nap egyre magasabbra kezdett emelkedni azon a helyen. Akkortájt megkísérelték a Rosetta keringő egységén keresztül felvenni vele a rádiókapcsolatot, de sajnos egyelőre nem jártak sikerrel. A legközelebbi kedvező alkalom április közepe – május eleje közötti időszak és a Nap egyre erősödő besugárzásának hatására még az elkövetkezendő három hónapban is lehetséges a Philae feléledése és újbóli működése. A 67P 2015. augusztus 13-án lesz napközelben 1,24 CsE naptávolságra és a perihéliumát követő egy-két hónapban várható a gáz- és porkibocsátásának maximuma. Április elején a Rosetta-szondát a már most is egyre erősebb aktivitás miatt az üstökösmagtól biztonságosan távoli, mintegy 100 km-es távolságban levő pályára vezérelték, ezért a korábbi tervek szerinti 6-10 km-es nagy megközelítések egyelőre elmaradnak további intézkedésig.

Feltétlenül meg kell említeni itt azt is, hogy a Rosetta leszállóegységén megépült műszerek elkészítése során végzett, kiemelkedő munkája elismeréseként megosztva kapta Apáthy István, Balázs András és Bánfalvi Antal a magyar állam legmagasabb tudományos kitüntetését, a Széchenyi-díjat. A Philae ROMAP és a Rosetta keringő egysége RPC műszereinek fejlesztésében az MTA Energiatudományi Intézetében Apáthy István és munkatársai vettek részt. Ezek a műszerek a 67P mágneses terének és plazmakörnyezetének vizsgálatát végezték és jól működtek a Rosetta minden magyar részvétellel készült műszerével és berendezésével együtt.

Források:

Kapcsolódó internetes oldalak:

Hozzászólás

hozzászólás