I dati degli strumenti condotti dal Southwest Research Institute a bordo della navicella spaziale Rosetta dell'ESA hanno aiutato a rivelare emissioni aurorali ultraviolette uniche intorno alla cometa 67P di forma irregolare. Sebbene queste aurore siano al di fuori degli spettri visibili, altre aurore sono state viste su vari pianeti e lune del nostro sistema solare e persino intorno a una stella lontana. Credito:ESA/Rosetta/NAVCAM
I dati degli strumenti del Southwest Research Institute a bordo della navicella spaziale Rosetta dell'ESA hanno aiutato a rivelare per la prima volta le emissioni aurorali nel lontano ultravioletto attorno a una cometa.
A Terra, le aurore si formano quando le particelle cariche del Sole seguono le linee del campo magnetico del nostro pianeta verso i poli nord e sud. Là, le particelle solari colpiscono atomi e molecole nell'atmosfera terrestre, creando tende scintillanti di luce colorata nei cieli ad alta latitudine. Fenomeni simili sono stati osservati su vari pianeti e lune del nostro sistema solare e persino intorno a una stella lontana. Gli strumenti di SwRI, lo spettrografo Alice far-ultraviolet (FUV) e il sensore di ioni ed elettroni (IES), aiutato a rilevare questi nuovi fenomeni presso la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G).
"Le particelle cariche del Sole che scorrono verso la cometa nel vento solare interagiscono con il gas che circonda il ghiaccio della cometa, nucleo polveroso e creano le aurore, " ha detto il vicepresidente SwRI Dr. Jim Burch che guida IES. "Lo strumento IES ha rilevato gli elettroni che hanno causato l'aurora."
L'involucro del gas intorno a 67P/C-G, chiamato il "coma, " viene eccitato dalle particelle solari e si illumina di luce ultravioletta, un'interazione rilevata dallo strumento Alice FUV.
"Inizialmente, pensavamo che le emissioni ultraviolette della cometa 67P fossero fenomeni noti come "bagliore diurno, ' un processo causato da fotoni solari che interagiscono con il gas cometario, " ha detto il dottor Joel Parker della SwRI che guida lo spettrografo Alice. "Siamo rimasti sorpresi nello scoprire che le emissioni UV sono aurore, guidato non da fotoni, ma da elettroni nel vento solare che rompono l'acqua e altre molecole nel coma e sono stati accelerati nell'ambiente vicino alla cometa. Gli atomi eccitati risultanti creano questa luce distintiva".
La dott.ssa Marina Galand dell'Imperial College di Londra ha guidato un team che ha utilizzato un modello basato sulla fisica per integrare le misurazioni effettuate da vari strumenti a bordo di Rosetta.
"Facendo questo, non abbiamo dovuto fare affidamento su un singolo set di dati da uno strumento, " disse Galando, chi è l'autore principale di a Astronomia della natura carta che descrive questa scoperta. "Anziché, potremmo disegnare insieme un grande, set di dati multi-strumento per avere un quadro migliore di cosa stava succedendo. Questo ci ha permesso di identificare inequivocabilmente come si formano le emissioni atomiche ultraviolette del 67P/C-G, e per rivelare la loro natura aurorale."
Questa immagine mostra le fasi chiave del meccanismo con cui viene prodotta questa aurora:mentre gli elettroni escono nello spazio dal Sole e si avvicinano alla cometa, sono accelerati e scompongono le molecole nell'ambiente della cometa. Alcuni degli atomi di idrogeno e ossigeno sono prodotti in uno stato eccitato e si diseccitano producendo emissioni ultraviolette, l'aurora osservata. La natura aurorale delle emissioni è stata rivelata dall'analisi delle osservazioni di una serie di strumenti in situ e di telerilevamento a bordo di Rosetta (RPC, ROSINA, VIRTI, MIRO e Alice). Credito:ESA (veicolo spaziale:ESA/ATG medialab)
"Ho studiato le aurore della Terra per cinque decenni, " ha detto Burch. "Trovare le aurore intorno a 67P, che manca di un campo magnetico, è sorprendente e affascinante."
Gas e polvere salgono dalla superficie di Chury mentre la cometa si avvicina al punto della sua orbita più vicino al Sole. Credito:ESA/Rosetta/NAVCAM
Dopo il suo appuntamento con 67P/C-G nel 2014 fino al 2016, Rosetta ha fornito una grande quantità di dati che rivelano come il Sole e il vento solare interagiscono con le comete. Oltre a scoprire queste aurore comete, la navicella spaziale è stata la prima a orbitare attorno al nucleo di una cometa, il primo a volare accanto a una cometa mentre viaggiava nel Sistema Solare interno e il primo a inviare un lander sulla superficie di una cometa.
