Sonnensturm könnte das Aufflackern von Rosettas Kometen verursacht haben
Die ESA/NASA-Raumsonde Solar and Heliospheric Observatory hat dieses Bild eines koronalen Massenauswurfs aufgenommen, der am 30. September 2015 auf der Sonne ausbricht. (Bildnachweis: ESA / NASA / SOHO)
Material von der Sonne könnte dazu geführt haben, dass der Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko in einigen Teilen des visuellen Spektrums fast 100-mal heller aufleuchtet als der Durchschnitt, berichten neue Forschungsberichte.
Ungefähr zur gleichen Zeit, als geladene Sonnenteilchen in den Kometen 67P einschlugen, beobachtete die Raumsonde Rosetta der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) eine dramatische Helligkeit des eisigen Wanderers. Anfangs gingen die Wissenschaftler davon aus, dass ein ungewöhnlicher Effekt von Materialstrahlen im Kometen ausgeht. Neu veröffentlichte Beobachtungen von 67P deuten jedoch darauf hin, dass ein Ausbruch geladener Teilchen von der Sonne, bekannt als koronaler Massenauswurf (CME), die Veränderung verursacht haben könnte.
'Die [Aufhellung] war durch einen erheblichen Anstieg der Emissionslinien von Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff gekennzeichnet, die in der Nacht vom 5. auf den 6. Oktober 2015 um das 100-fache ihrer durchschnittlichen Helligkeit anstiegen', sagte John Noonan gegenüber guesswhozoo.com. Noonan, der gerade seinen Bachelor-Abschluss an der University of Colorado in Boulder abgeschlossen hat, stellte die Forschungsergebnisse im Oktober auf dem Treffen der Division for Planetary Sciences in Pasadena, Kalifornien, vor. [ Fotos: Europas Kometenmission Rosetta in Bildern ]
Nachdem er einen Bericht über einen CME gelesen hatte, der gleichzeitig 67P erreichte, erkannte Noonan, dass die von Rosettas R-Alice-Instrument beobachteten erhöhten Emissionen von Wasser, Kohlendioxid und molekularem Sauerstoff alle durch die Kollision des Kometen mit abgeworfenem Material erklärt werden könnten Die Sonne.
'Dies schließt noch nicht aus, dass es zu einem Ausbruch gekommen sein könnte, aber es scheint möglich, dass alle Emissionen durch den CME-Einfluss verursacht worden sein könnten', sagte Noonan.
Eine Simulation zeigt, wie das Plasma des Sonnenwinds mit dem Kometen 67P/C-G wechselwirken soll.(Image credit: Modelling and simulation: Technische Universität Braunschweig and Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; Visualisation: Zuse-Institut Berlin)
Kollidierende Partikel
Rosetta trat im August 2014 in die Umlaufbahn um den Kometen 67P ein und machte detaillierte Beobachtungen bis zur Sonde absichtlich abgestürzt in den eisigen Körper am Ende seiner Mission im September 2016.
Rosetta war also mit dabei, als der Komet 67P im August 2015 der Sonne am nächsten kam. (Solche „Perihelpassagen“ treten alle 6,45 Jahre einmal auf – die Zeit, die das eisige Objekt braucht, um die Sonne zu umkreisen).
Als sich 67P der Sonne näherte, begannen neu erwärmte Jets Gas von der Oberfläche freizusetzen und bildeten die Trümmerwolke um den Kern, die als Koma bekannt ist. Während Rosettas Beobachtungen weiterhin Jets spritzten, drehten sich verschiedene Regionen des Kometen in Sonnenlicht. Diesen Tüllen wurde zunächst die extreme Aufhellung zugeschrieben, die im Oktober 2015 stattfand.
Neben der Erwärmung des Kometen interagierte die Sonne auch durch ihren Sonnenwind mit ihm, den ständigen Ansturm geladener Teilchen, die in alle Richtungen in den Weltraum strömten. Gelegentlich bläst die Sonne auch die Ansammlungen von Plasma und geladenen Teilchen, die als CMEs bekannt sind, weg. Wenn CMEs mit der Erde kollidieren, können sie mit dem Magnetfeld des Planeten interagieren, um schillernde Polarlichter zu erzeugen. diese Interaktion kann auch Stromnetze und Satelliten beschädigen .
Niklas Edberg, ein Wissenschaftler am Rosetta Plasma Consortium Ion and Electron Spectrometer Instrument auf der Raumsonde, und seine Kollegen berichteten kürzlich, dass RPC/IES gleichzeitig mit der bizarren Aufhellung einen CME-Einfluss auf Rosetta beobachtete. Die Raumsonde ESA/NASA Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) entdeckte die CME, als sie die Sonne am 30. September 2015 verließ. [ The Sun's Wrath: Worst Solar Storms in History ]
Laut Edberg komprimierte das CME das Plasmamaterial um den Kometen. Da Rosetta innerhalb der Koma kreiste, hatte die Sonde seit dem vergangenen April kein Material mehr gemessen, das vom Sonnenwind strömte, und dies wurde auch für mehrere Monate nicht erwartet. Als die CME jedoch in den Kometen einschlug, wurde die Koma komprimiert und Rosetta schmeckte noch einmal kurz einen Teil des Sonnenwinds.
„Dies deutet darauf hin, dass die Plasmaumgebung erheblich komprimiert wurde, sodass die Sonnenwindionen den Detektor kurzzeitig erreichen konnten, und liefert weitere Beweise dafür, dass diese Signaturen in der kometenförmigen Plasmaumgebung tatsächlich von einem Sonnenwindereignis wie einem CME verursacht werden. ' Edberg und sein Team schrieben in ihrer Studie, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society im September 2016.
Kräfte im Spiel
Für Noonan hatte die Erkenntnis, dass ein CME den Kometen gleichzeitig mit seiner ungewöhnlichen Aufhellung getroffen hatte, eine erhellende Wirkung.
'Ich las dieses [Edberg et al.] Papier und erkannte, dass die erhebliche Zunahme der Elektronendichte für die erhöhten Emissionen aus dem Koma verantwortlich sein könnte, die R-Alice beobachtete, und machte mich daran, die Dichte des Wassers, des Kohlendioxids und des Kohlendioxids des Komas zu testen molekulare Sauerstoffkomponenten müssten mit dem übereinstimmen, was wir gesehen haben“, sagte Noonan.
Geladene Teilchen des CME könnten kometenhaftes Material angeregt haben, wodurch es Photonen freisetzt, fügte er hinzu. Einige der beobachteten Veränderungen konnten nur durch wechselwirkende Elektronen erzeugt werden, was Noonan als 'einzigartige Fingerabdrücke' bezeichnete, die die Wissenschaftler wissen ließen, dass Elektronen auf das Material aufprallten. Von besonderer Bedeutung war der Übergang der Sauerstofflinie in den Spektren, eine Änderung, die nur durch Elektronen verursacht werden kann.
'Während der CME haben wir gesehen, wie diese Linie an Stärke um ungefähr das Hundertfache zugenommen hat', sagte Noonan.
Es war unwahrscheinlich, dass die geladenen Teilchen vom Sonnenwind stammten, der laut Noonan daran gehindert würde, jemals so tief einzudringen.
Während CMEs um andere Kometen herum beobachtet wurden, wurden sie nur aus der Ferne beobachtet. Aus so großen Entfernungen seien nur großräumige Veränderungen in den Komas und Schweifen der Kometen zu beobachten, sagte Edberg. Im Laufe seiner zweijährige Mission Am Kometen 67P ermöglichte Rosettas enge Umlaufbahn die Beobachtung anderer CMEs, die mit dem Kometen interagieren, aber Noonan sagte, dass keine so auffällig war wie das Ereignis vom 5. bis 6. Oktober 2015.
'Vor Rosetta waren diese Elektroneneinschlagsemissionen noch nie um einen Kometen herum beobachtet worden, und es waren diese Emissionen, die verrieten, dass die CME ein Faktor bei ihrer Entstehung sein könnte', sagte Noonan.
Er warnte, dass es nicht selbstverständlich sei, dass der Einstrom geladener Teilchen die bizarre Aufhellung verursacht habe, die immer noch durch die Materialstrahlen verursacht werden könnte.
'Zu diesem Zeitpunkt arbeiten wir noch daran, genau zu verstehen, was die Ursache war, um festzustellen, ob die CME und der Ausbruch oder beides die Emission verursacht haben', sagte Noonan.
Angesichts des Zeitpunkts des Aufpralls ist es jedoch unwahrscheinlich, dass das Aufflammen allein auf das von Jets freigesetzte Gas zurückzuführen war.
'Es spielen mehr Kräfte im Spiel als nur eine höhere Gasdichte', sagte Noonan.
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