I dati della Fast Plasma Investigation a bordo dell'MMS mostrano lo shock e gli ioni riflessi mentre vengono lavati sull'MMS. I colori rappresentano la quantità di ioni visti con colori più caldi che indicano un numero maggiore di ioni. Gli ioni riflessi (banda gialla che appare appena sopra il centro della figura) vengono visualizzati a metà dell'animazione, e può essere visto aumentare di intensità (colori più caldi) mentre passano gli MMS, mostrato come un punto bianco. Credito:Ian Cohen
La missione Magnetospheric Multiscale - MMS - ha trascorso gli ultimi quattro anni utilizzando strumenti ad alta risoluzione per vedere ciò che nessun altro veicolo spaziale può. Recentemente, L'MMS ha effettuato le prime misurazioni ad alta risoluzione di uno shock interplanetario.
Questi shock, fatta di particelle e onde elettromagnetiche, sono lanciati dal Sole. Forniscono banchi di prova ideali per conoscere fenomeni universali più grandi, ma misurare gli shock interplanetari richiede di essere nel posto giusto al momento giusto. Ecco come la navicella spaziale MMS è stata in grado di fare proprio questo.
Cosa c'è in uno shock?
Gli shock interplanetari sono un tipo di shock senza collisioni, quelli in cui le particelle trasferiscono energia attraverso campi elettromagnetici invece di rimbalzare direttamente l'una sull'altra. Questi shock senza collisioni sono un fenomeno che si trova in tutto l'universo, anche nelle supernove, buchi neri e stelle lontane. L'MMS studia gli shock senza collisioni intorno alla Terra per ottenere una maggiore comprensione degli shock in tutto l'universo.
Gli shock interplanetari iniziano dal Sole, che rilascia continuamente flussi di particelle cariche chiamate vento solare.
Il vento solare in genere è di due tipi:lento e veloce. Quando un flusso veloce di vento solare sorpassa un flusso più lento, crea un'onda d'urto, proprio come una barca che si muove attraverso un fiume crea un'onda. L'onda si diffonde poi in tutto il sistema solare. L'8 gennaio 2018, L'MMS era proprio nel punto giusto per vedere uno shock interplanetario mentre passava.
Prendere lo shock
L'MMS è stato in grado di misurare lo shock grazie ai suoi strumenti senza precedenti, veloci e ad alta risoluzione. Uno degli strumenti a bordo dell'MMS è la Fast Plasma Investigation. Questa suite di strumenti può misurare ioni ed elettroni intorno al veicolo spaziale fino a 6 volte al secondo. Poiché le onde d'urto in velocità possono superare la navicella spaziale in appena mezzo secondo, questo campionamento ad alta velocità è essenziale per catturare l'urto.
Guardando i dati dell'8 gennaio, gli scienziati hanno notato un gruppo di ioni dal vento solare. Poco dopo, videro un secondo gruppo di ioni, creato dagli ioni già nell'area che avevano rimbalzato lo shock mentre passava. Analizzando questa seconda popolazione, gli scienziati hanno trovato prove a sostegno di una teoria del trasferimento di energia posta per la prima volta negli anni '80.
L'MMS consiste di quattro veicoli spaziali identici, che volano in una formazione stretta che consente la mappatura tridimensionale dello spazio. Dal momento che i quattro veicoli spaziali MMS erano separati da sole 12 miglia al momento dello shock (non centinaia di chilometri come lo erano stati i veicoli spaziali precedenti), gli scienziati potrebbero anche vedere modelli irregolari su piccola scala nello shock. L'evento e i risultati sono stati recentemente pubblicati nel Giornale di ricerca geofisica .
Tornare indietro per saperne di più
A causa della tempistica dell'orbita e degli strumenti, L'MMS è in atto solo per vedere shock interplanetari circa una volta alla settimana, ma gli scienziati sono fiduciosi che troveranno di più. In particolare ora, dopo aver visto un forte shock interplanetario, Gli scienziati dell'MMS sperano di essere in grado di individuare quelli più deboli che sono molto più rari e meno compresi. Trovare un evento più debole potrebbe aiutare ad aprire un nuovo regime di fisica degli shock.
