Sarki fény az üstökös körül
(Rovat: Rosetta üstökösprogram, Távoli világok kutatói - 2020.10.29 07:15.)

A Rosetta mérései alapján a Csurjumov–Geraszimenko-üstökös körül az ibolyántúli tartományban fedezték fel a sarki fényre hasonlító jelenséget.

A jelenség fizikája azonban kissé eltérő, mint a Földön és néhány más égitesten jól ismert jelenség esetében. A Földön a sarki fényt a napszél elektromosan töltött, és a mágneses tér által a pólusok felé terelt részecskéi és a levegőmolekulák közötti kölcsönhatás hozza létre. Az üstökös esetében ugyancsak a napszéllel érkező részecskék felelősek a jelenség létrejöttééért, azonban – mágneses tér híján – azok nem térülnek el, hanem az üstökösmag körül mindenütt kölcsönhatásba lépnek a poros és jeges magot körülvevő gázzal, és az abban lévő vízmolekulákat felbontva világításra, pontosabban UV-emisszióra késztetik az atomok egy részét.

Az ESA Rosetta szondájának mérései alapján a Csurjumov–Geraszimenko-üstökös körül az ibolyántúli tartományban sarki fényre hasonlító fénylést mutattak ki. A napszéllel érkező elektronok az üstökösmag közelében felgyorsulnak, majd a kómában található vízmolekuláknak ütközve felbontják azokat. Az ütközés során a hidrogén- és oxigénatomok egy része gerjesztődik, majd energiájukat UV-emisszió formájában adják le. A keretben feltüntették a Rosetta Orbiter azon műszereit, amelyeket az Imperial College kutatói elemzésük során felhasználtak. (Infografika:: ESA, űrszonda: ESA / ATG medialab)

A londoni Imperial College kutatói szerint az üstökös esetében kialakuló jelenség bizonyos jellemzőiben a földi és marsi, más tulajdonságaiban a Jupiter holdjai közül a Ganymedes és az Europa hasonló jelenségére emlékeztet. Az üstökösnél a fénylés az ibolyántúli tartományban mutatható ki, akárcsak a Mars sarki fénye, amelyet az ESA Mars Express szondája észlelt, bár nem ugyanabban a hullámhossz-tartományban. A Csurjumov–Geraszimenko-üstökös esetében a jelenség azonosításához az ESA Rosetta szondája több műszerének adatait egymással összevetve elemezték a kutatók. Vizsgálataik során felhasználták az Alice FUV spektrográf, a Rosetta Plasma Consortium ion- és elektron spektrométere és Langmuir-szondája, valamint az ionok és semleges részecskék spektrométere (ROSINA), a mikrohullámú méréseket végző MIRO és a termikus infravörös képalkotó spektrométer (VIRTIS) adatait.

Egy kép az üstökösnél kimutatott sarki fény létrejöttét bemutató animációból. (Forrás: ESA, űrszonda: ESA / ATG medialab)

Az üstökös UV-fénylését a Rosetta adataiban már korábban is kimutatták, de azt egyszerű „nappali fénylésként” (dayglow) azonosították, mert úgy gondolták, hogy azt a napfény fotonjai és az üstökös fejét alkotó gáz kölcsönhatása okozza. Az újabb vizsgálatok ezzel szemben azt mutatták ki, hogy a jelenség fizikája sokkal inkább a sarki fény kialakulásának mechanizmusára hasonlít, mert a gerjesztést nem a napfény fotonjai, hanem a napszél elektronjai okozzák, amelyek az üstökösmag térségében felgyorsulnak. A vizsgálatok során egyúttal a napszelet alkotó részecskék tulajdonságainak változását is kimutatták, ami hozzájárul az űridőjárás kutatásához.