ESA/JAXA BepiColombo görevinin, Merkür yüzeyinde X-ışını kutup ışıklarını tetikleyebilen çökelen elektronların arasından uçarak uçmasını sanatçının temsili. Kredi bilgileri: Thibaut Roger/Europlanet
Avrupa-Japon ortak misyonu BepiColombo, Merkür’deki yüksek enerjili kutup ışıklarının nasıl oluştuğunu ortaya çıkardı. Araştırma, Merkür’ün manyetosferinde hızlanan ve gezegenin yüzeyine çöken elektronların, X-ışınları yaymak ve auroraları üretmek için yüzey malzemesiyle etkileşime girdiğini gösteriyor. Bu keşif, Güneş Sistemi boyunca auroral mekanizmaların ortak noktasının altını çiziyor.
BepiColombo’nun Misyonu ve Keşfi
BepiColombo, eklem Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Japon Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı (JAXA) misyonu, Merkür’ün yüzeyine yağan elektronların yüksek enerjili auroraları nasıl tetikleyebileceğini ortaya çıkardı.
2018’den beri Güneş Sisteminin en içteki gezegenine bağlı olan bu görev, 1 Ekim 2021’de ilk Merkür uçuşunu gerçekleştirdi. Uluslararası bir bilim insanı ekibi, bu karşılaşma sırasında BepiColombo’nun üç aleti tarafından toplanan verileri analiz etti ve bulgular 18 Temmuz’da bilimsel dergide yayınlandı, Doğa İletişimi.
1 Ekim 2021’de Merkür’ün yanından geçen BepiColombo’nun sanatçı izlenimi. Uzay aracı, 2025’te Güneş Sisteminin en içteki gezegeninin yörüngesine girmeden önce dokuz yerçekimi yardımcısı manevrası (biri Dünya, ikisi Venüs ve altısı Merkür) yapıyor. Kredi: ESA/ATG medialab
Merkür’ün Auroraları Nasıl Oluşur?
Dünya üzerindeki kutup ışıkları, güneş rüzgarı (Güneş’ten gelen yüklü parçacıklardan oluşan bir akım) ile gezegenimizin elektrik yüklü iyonosferinin etkileşimi tarafından üretilir. Dünya’dan farklı olarak, Merkür’ün ekzosfer olarak bilinen çok ince bir atmosferi vardır ve kutup ışıklarının güneş rüzgarının gezegenin yüzeyiyle doğrudan etkileşiminden oluşmasına neden olur.
BepiColombo Uzay Aracı ve Gözlemler
BepiColombo görevi iki uzay aracından oluşur: ESA tarafından yönetilen Mercury Planetary Orbiter (MPO) ve tarafından yönetilen Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO, lansman sonrası Mio olarak adlandırılır). JAXA. Her ikisi de, son yörüngelerine giden yedi yıllık yolculuk için kenetlenmiş bir konfigürasyonda. İlk Merkür uçuşu sırasında BepiColombo, Mio’s onboard ile gezegenin yüzeyinin 200 kilometre üzerinde sıyrıldı. plazma Merkür yakınlarındaki güneş rüzgarından farklı türde yüklü parçacıkların ilk eşzamanlı gözlemlerini kolaylaştıran aletler.
Bulgular ve Araştırmacının Görüşü
Şu anda JAXA’nın Uzay ve Uzay Bilimleri Enstitüsü’ne (ISAS) ve İtalya’daki Pisa Üniversitesi’ne bağlı Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie’nin (IRAP) baş yazarı Sae Aizawa, “İlk kez, elektronların Merkür’ün manyetosferinde nasıl hızlandığına ve gezegenin yüzeyine çökeldiğine tanık olduk. Merkür’ün manyetosferi Dünya’nınkinden çok daha küçük ve farklı bir yapıya ve dinamiklere sahip olsa da, aurora oluşturan mekanizmanın Güneş Sistemi boyunca aynı olduğuna dair bir onayımız var.”
BepiColombo’nun Rotası ve Gözlemleri
Yakın geçiş sırasında BepiColombo, kuzey yarımkürenin gece tarafından Merkür’e yaklaştı ve güney yarımkürenin sabah tarafına en yakın yaklaşımını yaptı. Misyon, manyetosferden güneş rüzgarına geri dönmeden önce güney yarımkürenin gündüz tarafında manyetosferi gözlemledi. Aletleri, manyetosferin yapısını ve sınırlarını başarılı bir şekilde gözlemledi ve bu da manyetosferin, muhtemelen güneş rüzgarındaki yüksek basınç koşullarından dolayı alışılmadık şekilde sıkıştırıldığını ortaya çıkardı.
Merkür’de Elektron İvmesi ve Auroralar
Elektron ivmesi, Merkür’ün manyetosferinin şafak tarafındaki plazma süreçlerinin bir ürünü gibi görünüyor. Yüksek enerjili elektronlar kuyruk bölgesinden gezegene taşınır ve sonunda Merkür’ün yüzeyine yağar. Bir atmosfer tarafından engellenmeden, yüzeydeki malzeme ile etkileşime girerler ve X-ışınlarının yayılmasına neden olarak bir kutup ışığı parlamasına neden olurlar. Sırasında NASAMESSENGER misyonu daha önce Merkür’de auroraları gözlemlemişti, yüzeyden X-ışını floresansını tetikleyen süreçler şimdiye kadar iyi anlaşılmamış veya doğrudan gözlemlenmemişti.
Referans: Sae Aizawa, Yuki Harada, Nicolas André, Yoshifumi Saito, Stas Barabash, Dominique Delcourt, Jean-André Sauvaud, Alain Barthe, Andréi Fedorov, Emmanuel Penou, Shoichiro Yokota, Wataru Miyake, Moa Persson, Quentin Nénon, Mathias Rojo, Yoshi fumi Futaana, Kazushi Asamura, Manabu Shimoyama, Lina Z. Hadid, Dominique Fontaine, Bruno Katra, Markus Fraenz, Norbert Krupp, Shoya Matsuda ve Go Murakami, 18 Temmuz 2023, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-023-39565-4
Çalışma, Fransız Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), Kyoto Üniversitesi, ISAS, Laboratoire de Physique des Plasmas (Fransa), Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü (Almanya), İsveç Uzay Fiziği Enstitüsü, Osaka Üniversitesi, Kanazawa Üniversitesi ve Tokai Üniversitesi’nden oluşan bir araştırma ekibi tarafından gerçekleştirildi. Çalışma kısmen, 871149 sayılı hibe sözleşmesi kapsamında Avrupa Komisyonu’ndan Europlanet 2024 Araştırma Altyapısı finansmanı ile desteklenmiştir.