Max Planck InstituteおよびInternational Space Science Instituteの研究者は、ユリシーズの星間ダスト測定を分析し、粉塵粒子が以前に考えられていたよりも強く変化する可能性があることを明らかにしました。
1990年にソーラープローブユリシーズが19年間の探査ツアーに着手したとき、参加研究者は私たちの太陽だけでなく、大幅に小さな研究オブジェクトにも注意を向けました：空間の深さから太陽系に進む星間ダスト粒子。ユリシーズは、これらの小さな訪問者を測定することを目標とする最初の使命であり、900以上の訪問者を首尾よく検出しました。 GöttingenにあるMax Planck Solar System Researchのリーダーシップの下にある研究者は、3つの記事でこの星間粒子のこの最大のデータセットの包括的な分析を提示しました。彼らの結論：太陽系の速度と粉塵粒子の飛行方向は、以前に考えられていたよりも強く変化する可能性があります。
私たちの太陽系は絶えず動きます天の川。約100、000年の間、直径約30光年の星間物質の雲である地元の星間雲を通過してきました。この雲からの顕微鏡ダスト粒子は、太陽系の内部に向かいます。研究者にとって、彼らは空間の深さからのメッセンジャーであり、私たちのより遠い宇宙の家に関する基本的な情報を提供します。過去には、いくつかの宇宙船がこれらの「新人」を特定し、特徴付けてきました。これらの宇宙船にはガリレオが含まれますカッシーニ、ガス惑星に移動しました木星そして土星、および2006年に戻ったミッションスターダストと同様に、星間塵粒子を地球に獲得しました。
「それにもかかわらず、ユリシーズのデータは、初めて全体を評価したことがユニークです」と、ユリシーズダスト検出器の主任研究者であるMPSのハラルド・クルガーは説明します。 16年間、機器は、ほとんど中断することなく、太陽系の外からの粒子の流れを調べました。これと比較して、他のミッションはスナップショットのみを提供しました。 「さらに、ユリシーズの観察位置は最適でした」と、ハラルド・クルガーと一緒に分析を主導したイシのヴェール・ステルケンは言います。ユリシーズは、これまでのところ唯一の宇宙船であり、惑星の軌道面を離れ、太陽の極を飛んできました。私たちの惑星系内で生成される惑星間塵は軌道面に集中していますが、星間塵はこの平面外でかなり測定できます。
「太陽と惑星間の磁場の影響の下で、ダスト粒子は軌跡を変えます」とMPSのPeter Strubは説明します。粒子の質量に応じて、太陽システム内の惑星間磁場と同様に、太陽の重力プルと放射圧力が飛行方向と速度を変えます。 「太陽、特に惑星間磁場は約12年のサイクルの対象となるため、長期測定のみがこの影響を本当に解明できる」と研究者は付け加えた。
900を超える粒子のデータから、研究者はこれまでのところ、星間塵の質量、サイズ、および飛行方向に関する最も詳細な情報を抽出できます。コンピューターシミュレーションは、太陽と惑星間畑のさまざまな貢献を理解し、それらを分離するのに役立ちました。
この研究では、以前の分析を確認します。これによると、星間塵は常に太陽系をほぼ同じ方向に横断します。これは、太陽系とローカル星間雲が互いに比較的移動する方向に対応します。 「この主な方向からの軽微な逸脱は、粒子の質量と太陽の影響に依存します」とStrub氏は言います。
しかし、2005年には、別の絵が登場しました。遠く移動した粒子は、シフトした方向からダスト検出器に到達しました。 「私たちのシミュレーションは、この効果が太陽と惑星間磁場の変動による可能性が高いことを示唆しています」と、シミュレーションを実行し、データの解釈を主導したIssiのVeerle Sterken氏は言います。 「ローカル星間クラウド内の初期条件の変更は、おそらく理由ではありません。」
研究者はまた、粒子のサイズと特性をよく見ました。ダスト粒子の大部分は半分から0.05マイクロメートルの直径を持っていますが、いくつかのマイクロメートルサイズの非常に大きな標本もあります。 「地球からの地面ベースの観測の助けを借りて、太陽系の外側のほこりを特徴付ける努力は、このような大きなサイズを明らかにしていません」とKrüger氏は言います。その見返りに、天文学者が通常望遠鏡で見つける非常に小さな粒子は、ユリシーズの測定には見られません。コンピューターシミュレーションが示すように、それらの質量と比較して、これらの小さな粒子は太陽系内で強く電動帯電し、偏向し、したがって、主要な星間ダストストリームから除外されます。
シミュレーションは、エキゾチックな塵の密度が低いため、多孔質であることも示しています。 「ユリシーズのダスト検出器は、粒子の内部構造を直接測定することはできません」とSterken氏は言います。 「しかし、コンピューターでは、さまざまな密度を試すことができます。多孔質粒子を使用すると、観察データを最もよく再構築できます」とベルギーの科学者は付け加えます。
星間粒子の組成は、ユリシーズの船内でのダスト機器で決定することはできません。ただし、これは、ハイデルベルクの核物理学のマックスプランク研究所で開発されたカッシーニ宇宙船の後継機器で可能です。その測定により、星間粒子の起源と進化に関する完全に新しい洞察が可能になります。したがって、ダスト検出器を使用した測定では、局所的な星間雲を覗き込むことができます。これは、それ以外の地球からの観測によってのみ研究できます。将来、ダスト研究者は宇宙ミッションをに提案したいと考えています欧州宇宙機関星間塵を調査する。
参考文献：
「太陽系における16年間のユリシーズ星間ダスト測定。I。質量分布とガスとダストの質量比」、ハラルド・クルガー、ピーター・ストラブ、エバーハルト・グリュン、ヴェール・J・ステルケン、2015年10月19日Astrophysical Journal。
2：10.1088/0004-637X/812/2/139
「太陽系における16年間のユリシーズ星間ダスト測定。II。データからの粉塵の流れの変動」Peter Strub、HaraldKrüger、Veerle J. Sterken、2015年10月19日天体物理ジャーナル。
2：10.1088/0004-637X/812/2/140
「太陽系における16年間のユリシーズの星間ダスト測定。III。シミュレーションとデータは、ヴェール・J・ステルケン、ピーター・ストラブ、ハラルド・クルガー、ルドルフ・フォン・シュタイガー、プリシラ・フリッシュ、2015年10月19日、シミュレーションとデータを明らかにします」天体物理ジャーナル。
2：10.1088/0004-637X/812/2/141
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