Un Vaisseau Spatial dans l’arrière-cour de Sun
Un Vaisseau Spatial dans l’arrière-cour de Sun dévoile les origines de la Poussière Interplanétaire.
Que partagent les étoiles filantes et la sécurité des astronautes ?
Les deux proviennent des morceaux de roche submicroscopiques situés dans tout le système solaire, parfois appelés poussières interplanétaires.
Lorsque ces particules entrent en collision avec l’atmosphère terrestre, elles développent des météores, mieux appelés étoiles filantes, car les (généralement) minuscules morceaux se vaporisent et laissent des traînées enflammées dans l’air. Lorsqu’ils percutent des astronautes, ils peuvent percer les ouvertures qui précèdent les combinaisons – ou pire. Comprendre les ressources ainsi que les modèles de cette poussière interplanétaire est, pour cette raison, important pour la NASA, alors qu’elle se prépare pour des missions vers la lune, Mars, ainsi que le passé.
Un Vaisseau Spatial
Tout au long de ses transformations autour du soleil, le vaisseau spatial Parker Solar Probe, la mission qui se rapproche le plus du soleil que tout ce qui se passe dans l’espace, est pilonné par ces particules de saleté. Lorsqu’ils s’écrasent sur le vaisseau spatial, les minuscules grains – certains aussi petits qu’un dix millièmes de millimètre – se vaporisent et lancent un nuage de bits facturés électriquement qui peuvent être découverts par FIELDS, une collection d’instruments créés pour découvrir les champs magnétiques et électriques.
Une paire de documents publiés aujourd’hui dans le Planetary Science Journal utilisent les informations de FIELDS pour examiner de près le « nuage zodiacal », le terme cumulatif pour ces petits morceaux.
“Chaque système solaire a un nuage zodiacal, et nous pouvons également explorer le nôtre et comprendre exactement comment il fonctionne”, a déclaré Jamey Szalay, chercheur associé en recherches scientifiques astrophysiques à Princeton, l’auteur principal de l’un des articles. « Comprendre le développement ainsi que la dynamique de notre nuage zodiacal nous permettra certainement de mieux comprendre chaque observation zodiacale que nous avons vue autour de tout autre système solaire. »
Le nuage zodiacal
Le nuage zodiacal diffuse la lumière du soleil d’une manière qui peut être vue à l’œil nu, mais uniquement lors des nuits sombres et claires, car le clair de lune ou la lumière des villes l’éclipsent rapidement. Le plus épais près du soleil et le plus fin près des côtés du système solaire, le nuage zodiacal semble lisse à l’œil nu, mais les longueurs d’onde infrarouges révèlent des stries et des rubans brillants qui remontent à leurs origines : les comètes et les astéroïdes.
Avec les enregistrements des six premières orbites de Parker, en plus de la modélisation informatique du mouvement des particules dans le système solaire interne, Szalay et ses collègues ont séparé ces rubans et stries pour révéler quelques populations différentes de poussière dans le nuage zodiacal : les légers grains jamais -tournant si lentement vers le soleil sur des milliers à des millions d’années, connus sous le nom d’alpha-météoroïdes ; puis, à mesure que le nuage tourbillonnant devient plus dense, les grains les plus gros entrent en collision et créent des fragments de plus en plus petits appelés bêta-météoroïdes qui sont finalement poussés loin du soleil par la pression de la lumière du soleil.
Oui, la lumière du soleil.
La lumière solaire
Et pas seulement poussé un peu non plus. « Lorsqu’un fragment devient suffisamment petit, la pression de rayonnement – la lumière solaire – est suffisamment puissante pour l’expulser du système solaire », a déclaré Szalay.
« La présence de ces grains minuscules a été signalée en continu à partir de mesures de poussière d’engins spatiaux spécialisés dans la zone située entre la Terre et Mars, mais jamais dans le système solaire interne d’où ces particules étaient censées provenir », a déclaré Harald Krüger, un spécialiste de la poussière zodiacale avec le Max Planck Institute for Solar System Research et co-auteur de l’étude de Szalay.
“Ainsi, l’instrument FIELDS offre une nouvelle fenêtre pour étudier ces particules de poussière; entraînées par la lumière solaire à proximité de leur région d’origine.”
FIELDS a également repéré un mince filet de particules qui semblaient provenir d’une source discrète, formant une structure fragile dans le nuage de poussière zodiacal. Pour comprendre cette troisième composante, Szalay est remonté aux origines de la poussière zodiacale : astéroïdes et comètes.
Système solaire
Les comètes, des boules de neige remplies de poussière parcourant notre système solaire sur de longues orbites elliptiques, éjectent de grandes quantités de poussière lorsqu’elles s’approchent suffisamment du soleil pour commencer à vaporiser leur glace et leur glace sèche. Les astéroïdes, petits et gros rochers en orbite autour du soleil entre Mars et Jupiter; lancent de la poussière lorsqu’ils entrent en collision. Une partie de ces grains est balayée dans n’importe quelle direction. Cependant, beaucoup sont piégés dans les orbites de leur corps parent. A expliqué Szalay, indiquant que sur des milliers d’orbites, le chemin d’une comète ressemble plus à une route de gravier qu’à un chemin clair avec un seul orbe brillant et une traînée lumineuse. (Sur des millions d’orbites, les grains se disperseront au-delà de leur trajectoire orbitale, se fondant dans le nuage de fond zodiacal.).
Szalay appelle ces chemins parsemés de poussière des « tubes » de débris astéroïdes ou cométaires. “Si la Terre passe au-dessus de ce tube n’importe où, nous obtenons une pluie de météores”, a-t-il déclaré.
La sonde solaire Parker
Il a émis l’hypothèse que la sonde solaire Parker pourrait avoir traversé l’un d’entre eux. “Peut-être y a-t-il un tube épais que nous n’aurions tout simplement pas pu observer différemment de Parker volant à travers et sablé par lui”, a-t-il déclaré.
Cependant, les tubes les plus proches de l’itinéraire de Parker ne semblaient pas avoir suffisamment de matériel pour déclencher le pic de données. Alors Szalay a proposé une autre théorie. Peut-être que l’un de ces tubes météoriques. Probablement les Géminides, qui provoquent chaque année en décembre l’une des pluies de météores les plus intenses de la Terre. Était en collision à grande vitesse contre le nuage zodiacal interne lui-même. Les chocs entre le tube et la poussière zodiacale pourraient générer de grandes quantités de bêta-météoroïdes; qui ne décollent pas dans des directions arbitraires, mais sont fixés dans un mince groupe de chemins.
Flux bêta
“Nous avons appelé cela un” flux bêta “, qui est une nouvelle contribution à la région”, a déclaré Szalay. “Ces flux bêta sont présumés être un processus physique intégral à tous les disques planétaires circumstellaires.”.
“L’un des aspects importants de cet article particulier est le fait que Parker Solar Probe est le premier vaisseau spatial qui atteint si près du Soleil; qu’il pénètre dans les régions où les collisions mutuelles de particules sont fréquentes”. A déclaré Petr Pokorný, un modélisateur de nuages zodiacaux avec La NASA et l’Université catholique d’Amérique; qui était co-auteur de l’article de Szalay. « Les collisions mutuelles de particules sont cruciales non seulement dans notre système solaire, mais dans chaque système exosolaire. Cet article offre à la communauté des mannequins un aperçu particulier de ce territoire jusque-là inexploré.
“Parker a essentiellement connu sa propre pluie de météores”, a déclaré Szalay. « Soit il a traversé l’un de ces tubes de matière, soit il a traversé un flux bêta. »
La forme en coin et le vaisseau spatial
Le ruisseau a également été repéré par Anna Pusack, ensuite un étudiant de premier cycle à l’Université du Colorado-Boulder l’a également trouvé. “J’ai vu cette forme comme coin dans mes données et mon conseiller. David Malaspina, m’a suggéré de présenter le travail à Jamey”. A-t-elle déclaré. « La forme en coin semblait indiquer un puissant jet, ou ce que Jamey a appelé un flux bêta dans ses nouveaux modèles, de petites particules frappant le vaisseau spatial de manière très ciblée. C’était incroyable pour moi de relier les données que j’avais examinées aux travaux théoriques effectués à travers le pays. Pour un jeune scientifique, cela a stimulé toute l’excitation et les possibilités qui peuvent naître d’un travail collaboratif.
Pusack est l’auteur principal de l’article publié collectivement avec Szalay’s. “Ces papiers vont de pair”, a-t-elle déclaré. “Les données soutiennent les modèles et les modèles aident à clarifier les données.”
La mission Parker Solar Probe de la NASA
“Il s’agit d’une contribution remarquable à notre connaissance du nuage zodiacal, de l’environnement poussiéreux proche du soleil en général; et des risques de poussière pour la mission Parker Solar Probe de la NASA”. A déclaré David McComas, professeur de sciences astrophysiques à l’Université de Princeton. Il est aussi le vice-président président du Princeton Plasma Physics Laboratory; qui est le chercheur principal d’ISʘIS. Un autre instrument à bord de Parker Solar Probe, et de la prochaine mission Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP).
Publié à l’origine sur Scitechdaily.com. Lire l’article d’origine.
Les références:
“Collisional Evolution of the Inner Zodiacal Cloud” by J.R. Szalay, P. Pokorný, D.M. Malaspina, A. Pusack, S.D. Bale, K. Battams, L.C. Gasque, K. Goetz, H. Krüger, D.J. McComas, N.A. Schwadron, and P. Strub, 9 September 2021, Planetary Science Journal.
DOI: 10.3847/PSJ/abf928
“Dust Directionality and an Anomalous Interplanetary Dust Population Detected by the Parker Solar Probe” by A. Pusack, D.M. Malaspina, J.R. Szalay, S.D. Bale, K. Goetz, R.J. MacDowall, and M. Pulupa, 9 September 2021, Planetary Science Journal.
DOI: 10.3847/PSJ/ac0bb9
La recherche a été soutenue par la NASA (NNN06AA01C, 80NSSC21K0153) et l’European Space Acency (4000106316/12/NL/AF – IMEX).
L’expérience FIELDS sur le vaisseau spatial Parker Solar Probe; conçue et développée dans le cadre du contrat NNN06AA01C de la NASA.
