Crédit d'image: NASA / JHUAPL / SwRI
L'instrument Solar Wind Around Pluto (SWAP) à bord du vaisseau spatial New Horizons est conçu pour mesurer les interactions de Pluton et Charon avec le vent solaire, le flux à grande vitesse de particules chargées sortant du soleil. La compréhension de ces interactions élargira les connaissances des chercheurs sur les processus astrophysiques affectant ces corps et cette partie du système solaire.
La communauté des sciences spatiales comprend les extrêmes (appelés états limites) des interactions du vent solaire avec les planètes, les comètes et d'autres corps, mais personne ne sait quel type d'interaction est présent à Pluton. La comète Borrelly représente une forte interaction avec le vent solaire, tandis que Vénus en représente une faible.
«Nous nous attendons à ce que les interactions du vent solaire à Pluton se situent quelque part entre les extrêmes forts et faibles», explique le chercheur principal de SWAP, le Dr David J. McComas, directeur exécutif principal du Southwest Research Institute? (SwRI?).
Après avoir pris des mesures à Pluton, les chercheurs prévoient d'utiliser les données SWAP pour définir les paramètres de base du système. Par exemple, une fois que les chercheurs savent comment un tel matériau sort de Pluton, ils peuvent alors estimer la quantité d’atmosphère de Pluton qui s’échappe dans l’espace. Cela révèlera un aperçu de la structure et du destin de l'atmosphère elle-même.
SWAP continuerait à prendre des mesures similaires à Charon et au moins un objet de ceinture de Kuiper; cependant, l'équipe s'attend à ce que ces interactions soient beaucoup plus faibles simplement parce que les atmosphères de ces objets devraient être moins étendues et peu susceptibles d'émettre beaucoup de matière.
Un autre des nombreux mystères de Pluton est l'endroit où les interactions du vent solaire se produiront autour de la planète, donc les plans scientifiques appellent SWAP à prendre des mesures en continu à mesure qu'il s'approche et passe Pluton.
«Nous savons quand et où utiliser certains des instruments pour prendre une image ou une mesure chez Pluton», explique McComas. "Les interactions du vent solaire, cependant, présentent un défi important parce que nous essayons de mesurer cette chose invisible entourant Pluton à une distance incertaine de lui."
«La science que nous attendons de SWAP est impossible à réaliser sans réellement aller à Pluton-Charon et échantillonner directement son environnement. Cette capacité est quelque chose que la NASA a mis au point et que seuls les États-Unis peuvent faire à ce jour », explique le Dr Alan Stern, chercheur principal de New Horizons et directeur exécutif de SwRI.
Les distances incroyables de Pluton par rapport au soleil ont exigé que l'équipe SWAP construise le plus grand instrument d'ouverture jamais utilisé pour mesurer le vent solaire. Il permet à SWAP d'effectuer des mesures même lorsque le vent solaire est très ténu. L'instrument combine également un analyseur de potentiel retardateur (RPA) avec un analyseur électrostatique (ESA) pour permettre des mesures d'énergie extrêmement fines et précises du vent solaire.
«Si l'interaction entre Pluton et le vent solaire se révèle très faible, la combinaison RPA et ESA nous permettra de mesurer les changements infimes de la vitesse du vent solaire», explique Scott Weidner, le gestionnaire de l'instrument SWAP et un scientifique principal de la SwRI.
Les divers instruments à bord de New Horizons ont été conçus et sont construits indépendamment, mais ils devraient travailler ensemble pour révéler de nouvelles perspectives importantes sur Pluton, Charon et leurs voisins de la ceinture de Kuiper. SWAP mesure les interactions à faible énergie, telles que celles causées par le vent solaire. Son complément, le Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation, ou PEPSSI, examinera les particules de plus haute énergie, telles que les ions de captage. Le sommet de la plage d'énergie de SWAP peut mesurer certains ions de captation, et le PEPSSI reprend là où SWAP s'arrête pour voir les interactions énergétiques les plus élevées.
Le soleil et son vent solaire affectent l'ensemble du système solaire et devraient créer des opportunités scientifiques intéressantes pour SWAP tout au long de son voyage de neuf ans à Pluton. SWAP fonctionnera pendant plus d'un mois chaque année et échantillonnera les ions de collecte héliosphériques - les ions qui proviennent de l'espace interstellaire et s'ionisent lorsqu'ils approchent du soleil. D'autres ions de captation proviennent de matériaux à l'intérieur du système solaire. Les chercheurs ont montré que même les collisions entre les objets de la ceinture de Kuiper entraînent de minuscules grains qui dérivent vers le soleil, s'évaporent et s'ionisent. Le vaisseau spatial Cassini, lorsqu'il atteindra Saturne en juillet, permettra aux chercheurs d'observer
ces soi-disant «sources externes» ramassent les ions à 10 unités astronomiques (AU, la distance de la Terre au soleil), la région où l'on pense que les ions provenant de la source externe commenceraient.
"Nous serons à 30 UA avant que New Horizons n'atteigne même Pluton. Alors que nous visons un objet de la ceinture de Kuiper, nous pourrions être de 30 à 50 UA, où l'influence des ions de captage héliosphérique devient de plus en plus importante dans le vent solaire », explique McComas. "Sur le chemin de Pluton, nous serons en mesure de valider ou de réfuter la théorie de la source extérieure, qui est un échauffement passionnant pour atteindre Pluton lui-même."
Source originale: Communiqué de presse SWRI
