Planety i księżyce Układu Słonecznego są nieprzerwanie bombardowane przez cząsteczki wyrzucane z powierzchni naszej gwiazdy. Na Ziemi efektem tzw. wiatru słonecznego jest zorza polarna, a przed negatywnym działaniem cząstek chroni nas atmosfera i grawitacja planety. Ale na Księżycu czy Merkurym sprawa wygląda inaczej.

Wiatr słoneczny „bombardujący” atmosferę Marsa /NASA/GSFC /materiały prasowe

Nowe odkrycia naukowe dowodzą, że wiatr słoneczny jest dużo bardziej niszczycielską siłą, niż dotąd przypuszczano. Odkrycia dokonał zespół naukowców z Wiedeńskiego Uniwersytetu Technicznego (Vienna University Of Technology – VUT). Jest ono ważne dla Europejskiej Agencji Kosmicznej i misji BepiColombo, w ramach której na Merkurego ma polecieć sonda zbudowana na Starym Kontynencie.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Icarus”.

– Wiatr słoneczny składa się z naładowanych cząstek, głównie jonów wodoru i helu. Ale zdarzają się też cięższe atomy, nawet żelaza – tłumaczy prof. Friedrich Aumayr z Instytutu Fizyki Stosowanej VUT. Te cząstki uderzają w powierzchnię i skały znajdujące się na księżycach i planetach pędząc z prędkością od 400 do 800 km na sekundę. W wyniku zderzenia mogą wybić ogromną liczbę innych atomów, które następnie uniosą się wysoko tworząc tak zwaną egzosferę.

Egzosfera jest to cienka warstwa atomów otaczających m.in. nasz Księżyc i Merkurego, które są bombardowane nieustannie wiatrem słonecznym. Po jakimś czasie atomy powoli opadają na powierzchnię. Egzosfery są wyjątkowo ważne dla badań nad kosmosem. Poznanie ich składu pozwala naukowcom na określeniu właściwości chemicznych skał znajdujących się na powierzchniach ciał niebieskich.

Takie badania są też znacznie prostsze i tańsze, niż wysłanie sondy, która miałaby wylądować na powierzchni. W październiku tego roku Europejska Agencja Kosmiczna wyśle sondę BepiColombo na Merkurego. Urządzenie będzie badać skład egzosfery i na tej podstawie naukowcy chcą zdobyć informacje na temat właściwości geologicznych i chemicznych skał Merkurego.

Takie badanie wymaga jednak lepszego poznania i zrozumienia wpływu, jaki wiatr słoneczny wywiera na skały znajdujące się na powierzchni planet. W tym obszarze wiedzy pełno było luk, które postanowili wypełnić naukowcy z Wiednia. Badacze sprawdzili, jakie efekty daje bombardowanie wollastonitu (typowej księżycowej skały) jonami wiatru słonecznego.

– Dotychczas zakładano, że to energia kinetyczna wytwarzana wskutek zderzenia cząstek wiatru słonecznego z powierzchnią odpowiada za uszkodzenia skał – mówi Paul Szabo, który jest głównym autorem publikacji. – Ale to tylko połowa prawdy. Teraz możemy stwierdzić, że uszkodzenia w skałach to przede wszystkim efekt wysokiego ładunku elektrycznego cząstek wiatru słonecznego – dodaje naukowiec.

Gdy cząstki wiatru słonecznego są zjonizowane (na przykład brakuje im elektronów, lub protonów) przenoszą ze sobą duże ilości energii, która wyzwalana jest w zderzeniu ze skałą.

– Jeśli nie bierzemy tego pod uwagę, skutki działania wiatru słonecznego będą niedoszacowane – przekonuje Szabo. W takim przypadku nie otrzymamy pełnych i wiarygodnych danych o składzie powierzchni planety w oparciu o badania egzosfery.

Wiatr słoneczny w większej części składa się z protonów. Dlatego dotąd uważano, że to one mają najbardziej niszczycielską siłę i najmocniej niszczą skały na powierzchniach ciał niebieskich. Jednak wyniki badań pokazują, że to zjonizowane atomy helu są najbardziej niszczycielskie. Nie można także zapominać o wpływie innych, cięższych cząstek.

 

 

 

 

Źródło: Wiedeński Uniwersytet Techniczny, DziennikNaukowy