Το μαγνητικό πεδίο του Κρόνου παγιδεύει σωματίδια από τα παγωμένα φεγγάρια του 

Από την ιστοσελίδα του Astrobiology Magazine, 3 Ιουλίου 2004

Το μαγνητικό πεδίο που τυλίγει τον Κρόνο είναι γεμάτο από σωματίδια που συλλαμβάνονται από τα παγωμένα φεγγάρια του πλανήτη. Επειδή αυτή η μαγνητική παγίδα είναι γεμάτη κυρίως με υδρογόνο και οξυγόνο, η πιθανή πηγή τους είναι οι παγωμένοι δορυφόροι του Κρόνου και όχι το γιγάντιο φεγγάρι του, ο Τιτάνας, στον οποίο υπάρχει κυρίως άζωτο.

Η μαγνητόσφαιρα του Κρόνου φαίνεται για πρώτη φορά σε αυτήν την εικόνα που λήφθηκε από το διαστημικό σκάφος Cassini

Το διαστημικό σκάφος Cassini ξεκίνησε τη τετραετή του περιφορά γύρο από τον Κρόνο, αλλά ήδη ένας αισθητήρας του Πανεπιστημίου του Μέρυλαντ αρχίζει να αποκαλύπτει νέα στοιχεία για τη τεράστια μαγνητόσφαιρα του πλανήτη με τους δακτυλίους.

Ο αισθητήρας-φασματογράφος (CHarge Energy Mass Spectrometer ή CHEMS) σχεδιάστηκε και φτιάχτηκε από φυσικούς στο τμήμα διαστημικής φυσικής του πανεπιστημίου του Μέρυλαντ, το φασματόμετρο CHEMS μετρά τα ιόντα -- θετικά φορτισμένα άτομα -- στη μαγνητόσφαιρα του Κρόνου.

Για το όργανο αυτό, αλλά και για άλλα πολλά, επιστημονικός υπεύθυνος είναι ο Σταμάτης Μ. Κριμιζής, επικεφαλής του διαστημικού τμήματος του εργαστηρίου φυσικής στο πανεπιστήμιο Johns Hopkins.

Η μαγνητόσφαιρα ενός πλανήτη είναι το μαγνητικό πεδίο και το περιβάλλον του (από φορτισμένα ιόντα). Τα ιόντα, που παράγονται γύρω από έναν πλανήτη, παγιδεύονται από τη μαγνητόσφαιρα. Και έτσι αυτή προστατεύει έναν πλανήτη από, και αλληλεπιδρώντας με, τον ηλιακό άνεμο - ένα μεγάλο ρεύμα ιονισμένων σωματιδίων που ρέουν  από τον ήλιο προς όλες τις κατευθύνσεις.

"Αν καθορίσουμε τη βασική σύνθεση και τη φορτισμένη κατάσταση των ιόντων μέσα και γύρω από τη μαγνητόσφαιρα του Κρόνου, ο αισθητήρας CHEMS θα προσδιορίσει τις πηγές του πλάσματος που βρίσκεται εκεί και θα μελετήσει τις διαδικασίες της επιτάχυνσης του πλάσματος", λέει ο Douglas C. Hamilton, ένας καθηγητής της φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Μέρυλαντ και επικεφαλής της ομάδας διαστημικής φυσικής που σχεδίασε και έφτιαξε τον αισθητήρα CHEMS.

"Ήδη το CHEMS έχει δώσει στοιχεία που δείχνουν ότι το πλάσμα στη μαγνητόσφαιρα του Κρόνου αποτελείται κυρίως από ιόντα υδρογόνου και οξυγόνου καθώς και μοριακά ιόντα που προέρχονται από το νερό", λέει ο Χάμιλτον. "Αυτό δείχνει ότι το πλάσμα προέρχεται πιθανώς από τις επιφάνειες των παγωμένων φεγγαριών και των δακτυλίων του Κρόνου, και όχι από την ατμόσφαιρα του Τιτάνα, η οποία αποτελείται πρώτιστα από άζωτο."

Το πλάσμα είναι η πιο κοινή μορφή ύλης στο σύμπαν, που περιλαμβάνει το περισσότερο από το 99% του γνωστού ορατού κόσμου συμπεριλαμβανομένου του ήλιου και των άλλων άστρων. Αυτά τα ιονισμένα αέρια παράγουν και αλληλεπιδρούν με τα μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία γύρω από τους πλανήτες, τα αστέρια και άλλα αστροφυσικά περιβάλλοντα.

Το διαστημικό σκάφος Cassini έχει διακρίνει μικροσκοπικό βράχο, ένα σώμα πλάτους 20 χιλιομέτρων μόνο. Ο βράχος αυτός είναι υπεύθυνος για το διαχωρισμό του χάσματος Encke, στον εξωτερικό δακτύλιο Α του Κρόνου.

Οι διαδικασίες πλάσματος μπορούν να επιταχύνουν μερικά ιόντα στις απίστευτες ενέργειες. Οι κοσμικές ακτίνες -- που είναι μερικά από τα υψηλότερα μόρια ενεργειακού πλάσματος -- περιέχουν "τις υπογραφέσ" της γέννησης και του θανάτου των αστεριών.

Η παρατήρηση των ιδιοτήτων του διαστημικού πλάσματος και των ενεργητικών σωματιδίων, αποτελεί για τους επιστήμονες μια πλούσια πηγή πληροφοριών για τις φυσικές διαδικασίες που ενεργοποιούν αυτά τα υλικά και τις συνθήκες που επικρατούν εκεί που συμβαίνει αυτή η ενεργοποίηση.

Ο CHEMS είναι ένας από τρεις αισθητήρες που αποτελούν το όργανο απεικόνισης της μαγνητόσφαιρας, MIMI, στο διαστημικό σκάφος Cassini-Huygens της NASA.

Το MIMI είναι ένα από 12 επιστημονικά όργανα στο κύριο διαστημικό σκάφος Cassini και ένα από έξι όργανα που έχει σαν σκοπό, κυρίως, την έρευνα του διαστημικού περιβάλλοντος γύρω από τον Κρόνο και τους δορυφόρους του.

Το μικρό σκάφος Huygens, που έχει έξι δικά του όργανα, θα ερευνήσει το μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου, τον Τιτάνα. Ο Τιτάνας είναι το μόνο φεγγάρι στο ηλιακό σύστημα με ατμόσφαιρα.

Με το MIMI ο Κριμιζής, ο Χάμιλτον αλλά και άλλοι φυσικοί θα σχεδιάσουν περίγραμμα το περιβάλλον του πλάσματος των φορτισμένων σωματιδίων γύρω από τον Κρόνο και θα δώσουν τις πρώτες ορατές, συνολικές εικόνες της μαγνητόσφαιρας του Κρόνου.

Το κέρδος που θα έχουμε από την καλύτερη κατανόηση της μαγνητόσφαιρας του Κρόνου και της αλληλεπίδρασής του με τον ηλιακό άνεμο και τις ηλιακές θύελλες είναι, ότι θα βοηθήσει τους επιστήμονες να καταλάβουν καλύτερα το διαστημικό καιρό και την αλληλεπίδρασή του με τη μαγνητόσφαιρα του πλανήτη μας.