NASAのInterstellar Boundary Explorer（IBEX）宇宙船は、何十年もの推測とそれらの存在の探求に続いて、月から来る高速水素原子の最初の観測を行いました。昨年10月に発足したIBEXは、高温の太陽風が冷たい空間に激突することによって引き起こされる動的な相互作用を画像化してマッピングする使命を持っています。しかし、IBEXチームが宇宙船に依頼したときに、月の表面から散乱する太陽風によって引き起こされる中性水素原子の流れを発見しました。
発見を行ったIBEX-Hiと呼ばれる検出器は、Southwest Research InstituteとLos Alamos National Labsによって設計され、時速50万マイルから250万マイルの速度で移動する粒子を測定するために設計されました。
「私たちがIBEX-Hiをオンにした直後、たまたま月がその視野を通り抜けました、そしてそれらはそこにありました」と、Dr。デイビッドJ.マコマス博士は述べます。 IBEX-Hi粒子検出器が主に構築されたエンジニアリング部門。 「装置は、中性原子が月から後方散乱したときに検出されている中性原子の明確な信号で点灯しました。」
太陽風は、太陽から流れ出る荷電粒子の超音速ストリームであり、毎時約100万マイルの速さであらゆる方向に宇宙空間に移動します。地球の強い磁場は、太陽風から地球を守っています。比較的弱い磁場を持つ月にはそのような保護がなく、太陽風が月の太陽側にぶつかります。
高地球軌道のその見晴らしの良いところから、IBEXは月の約半分を見ています。その4分の1は暗く、夜側（太陽から離れたところ）に面しており、他の四半期は昼間（太陽に向かって）に面しています。太陽風の粒子は日中のみに影響を与え、そのほとんどは月面に埋め込まれますが、一部は異なる方向に散乱します。散乱したものは、月面から電子を拾うことにより、この反射過程でほとんど中性原子になります。
IBEXチームは、太陽風イオンの約10％のみが中性原子として月の太陽側に反射し、残りの90％は月面に埋め込まれていると推定しています。ほこり、クレーター、岩石などの月面の特性は、埋め込まれるようになる粒子のパーセンテージ、および散乱する中性粒子のパーセンテージ、およびその進行方向を決定する役割を果たす。
McComasは、この結果は、太陽系全体およびそれ以降の粒子によって行われる「リサイクル」プロセスにも光を当てていると述べています。太陽風やその他の荷電粒子は、塵や大きな物体が空間を移動する際に衝突し、そこで後方散乱して中性原子として再処理されます。これらの原子は、電子が剥ぎ取られてイオンになり、複雑なプロセスが再び始まる前に、長い距離を移動できます。
現在月で観測されている散乱と中和の複合プロセスは、小惑星、カイパーベルトの天体や他の月など、太陽系全体の天体との相互作用に影響を与えます。原始星雲、つまり惑星や星の周りに形成される空間の領域、および太陽系外惑星、他の星の周りの惑星内で発生するプラズマ表面相互作用も推測できます。
IBEXの主な使命は、太陽系の端で発生する複雑な相互作用を観察してマッピングすることです。そこでは、毎時100万マイルの太陽風が残りの銀河から星間物質に流れ込みます。宇宙船は、これまで宇宙で飛行した中で最も感度の高い中性原子検出器を搭載しているため、研究者は粒子のエネルギーを測定できるだけでなく、それらがどこから来ているのかを正確に画像化できます。
そして、宇宙船はまだ始まったばかりです。チームは夏の終わりに向けて、太陽系の端で起こっているエネルギープロセスを示す宇宙船の最初の全天地図をリリースします。チームは画像が完成するまでコメントしませんが、マコマス氏は「どのモデルにも似ていないようです」と示唆します。
研究は最近ジャーナルに掲載されました 地球物理学研究レター.
出典：サウスウェスト研究所
