ソーラーオービター宇宙船が尾で2番目の彗星を捕らえる

太陽のユニークな研究を行うように設計された宇宙船のために、ソーラーオービターはまた、彗星を探索すること自体の名前を作っています。 2021年12月17日の1200-1300UTを中心とした数日間、宇宙船はC / 2021A1レナード彗星の尾を飛んでいることに気づきました。

ESA / NASAソーラーオービター宇宙船に搭載されたメティス装置によって可視光で2021年12月15〜16日にキャプチャされたレナード彗星の画像の合成。 彗星は、塵とイオンの尾が計器の方を向いた状態で視野を横切って通過しました。 クレジット：ESA /ソーラーオービター/メティスチーム

彗星の尾に存在する粒子と磁場に関するキャプチャされた遭遇情報。 これにより、天文学者は、彗星が太陽風、太陽から放射されて太陽系を掃引する粒子と磁場の可変風と相互作用する方法を研究することができます。

交差点は、ユニバーシティカレッジロンドンのマラード宇宙科学研究所の大学院生であるサミュエルグラントによって予測されていました。 彼は、太陽風の影響と彗星の尾を形作るその能力を含むように、彗星軌道を持つ宇宙船軌道と比較した既存のコンピュータープログラムを適応させました。

このプロットシリーズは、ESA / NASAソーラーオービター宇宙船が2021年12月にレナード彗星の尾を通過したときに太陽風アナライザーの重イオンセンサーによって収集されたデータを表しています。データは12月11〜20日をカバーし、尾の前後の最初と最後のプロットがあります。それぞれ、単一イオン化イオンの不在によってマークされた交差。 太陽風ではなく彗星に起因する計器粒子を横切る尾の間に、たとえば、酸素、炭素、および分子窒素のイオン、および一酸化炭素、二酸化炭素、および水の分子。 （イオンは、1つまたは複数の電子が取り除かれ、正味の正電荷を帯びた原子または分子です。）クレジット：ESA /ソーラーオービター/ SWAチーム

「私は、太陽風の速度についていくつかの推測をして、レナード彗星とソーラーオービターでそれを実行しました。 そしてその時、太陽風の速度がかなり広い場合でも、交差点があるように見えたのです」と彼は言います。

交差点の時点で、ソーラーオービターは2021年11月27日に通過した地球に比較的近く、ミッションの科学段階の始まりを示す重力支援操作のために、宇宙船を2022年3月の接近に向けて軌道に乗せました。太陽へのアプローチ。 彗星の核は4450万キロメートル離れており、惑星の近くにありました 金星、しかし、その巨大な尾は、宇宙を横切って地球の軌道とそれを超えて伸びていました。

このデータプロットは、太陽風アナリストの陽子およびアルファセンサー（SWA-PAS）からの太陽風の速度と方向のデータを使用して、12月にESA / NASAソーラーオービター宇宙船が彗星C / 2021A1レナードのイオンテールの中心にどれだけ接近したかを推定します。 2021.プロットは、SWA-PASによって検出された太陽風の各パケットが、太陽から宇宙船への移動中に彗星の核にどれだけ接近したと考えられるかを記録します。 左軸は天文単位（au）でスケールを示します。ここで、1 auは太陽から地球までの距離であり、同じ距離が右軸にキロメートルで示されています。
太陽風の流れの速度と方向の変化は、プロットされた距離の変化の原因です。 12月15日と17日には、短いデータ取得ギャップがあります。クレジット：ESA / Solar Orbiter / SWAチームとS.Grant（UCL）

これまでのところ、ソーラーオービターからの彗星の尾の最良の検出は、太陽風アナライザー（SWA）機器スイートから来ています。 その重イオンセンサー（HIS）は、太陽風ではなく彗星に起因する原子、イオン、さらには分子さえも明確に測定しました。

イオンは、1つまたは複数の電子が取り除かれ、正味の正電荷を帯びた原子または分子です。 SWA-HISは、酸素、炭素、分子状窒素のイオン、および一酸化炭素、二酸化炭素、場合によっては水の分子を検出しました。 「電荷が小さいため、これらのイオンはすべて明らかに彗星起源です」と、テキサス州サウスウエスト研究所のSWA-HISの主任研究員であるStefanoLiviは述べています。

ESA / NASAソーラーオービター宇宙船に搭載されたメティス装置によって紫外線で2021年12月15〜16日にキャプチャされたレナード彗星の画像の合成。 彗星は、塵とイオンの尾が計器の方を向いた状態で視野を横切って通過しました。 クレジット：ESA /ソーラーオービター/メティスチーム

彗星が宇宙を移動するとき、彗星はその周りの太陽の磁場を覆う傾向があります。 この磁場は太陽風によって運ばれ、ドレープは磁場の極性が北から南へ、またはその逆に急激に変化する不連続性を生み出します。

磁力計機器（MAG）のデータは、確かにそのようなドレープされた磁場構造の存在を示唆していますが、絶対に確実にするために行われるべきより多くの分析があります。 「私たちは、データに見られる小規模な磁気摂動を調査し、それらをソーラーオービターの粒子センサーからの測定値と組み合わせて、彗星の起源の可能性を理解しているところです」と、ロンドンのインペリアルカレッジのMAGの共同研究者であるLorenzoMatteiniは述べています。 。

粒子データに加えて、ソーラーオービターは画像も取得しました。

Metisは、SolarOrbiterの多波長コロナグラフです。 水素によるライマンα線の放出を観測する紫外線観測が可能で、可視光の偏光を測定することができます。 12月15日と16日の間に、それは可視光線と紫外線の両方で同時に彗星の遠方の頭部を捕らえました。 これらの画像は現在、機器チームによって分析されています。 「可視光画像は彗星が塵を放出する速度を示唆し、紫外線画像は水生成速度を示すことができます」と、CNR-Istituto di Fotonica e Nanotecnologie、Padovaのメティス共同研究者であるAlainCorsoは述べています。 、イタリア。

ソーラーオービターヘリオスフィアイメージャー（SoloHI）もデータをキャプチャしました。 これらの画像は、宇宙船自体が尾の内側にある間に撮影された彗星のイオン尾の大部分を示しています。 画像シーケンスが進むにつれて、太陽​​風の速度と方向の変化に応じて尾の変化が見られます。

そして、交差点を見守っていたのはソーラーオービターだけではありませんでした。 ESA / NASA SOHO ミッションとNASAのSTEREO-Aとパーカーソーラープローブ宇宙船が遠くから観測していました。 これは、天文学者が尾の内側からのデータを持っているだけでなく、これらの他の宇宙船からの文脈画像も持っていることを意味します（上の画像を参照）。

SOHO宇宙船は、ライマンα線の太陽風異方性（SWAN）装置でレナード彗星を検出しました。 SWANは太陽を直接見るのではなく、空全体を紫外線でマッピングし、太陽風と相互作用する星間水素を確認します。 マップを使用して、たとえば、ここの場合のように、彗星の存在を示す紫外線の輝点を明らかにすることができます。 クレジット：SOHO（ESA＆NASA）; W.ブーンプロッド

彗星の尾の交差は比較的まれなイベントです。 検出されたもののほとんどは、イベント後にのみ気づかれています。 ESA / NASAユリシーズミッションは、1996年5月のC / 1996 B2百武彗星、2007年初頭のC / 2006 P1マクノートを含む、3つの彗星イオンテールに遭遇しました。ソーラーオービター自体が、5月に断片化した彗星C / 2019 Y4ATLASのテールを横切りました。 2020年6月、打ち上げ直後。

初期の交差点は驚きでしたが、ソーラーオービターの両方の遭遇は、ジェラントジョーンズ、ユニバーシティカレッジロンドンマラード宇宙科学研究所によって開発され、サミュエルによって拡張されたコンピューターコードのおかげで事前に予測されました。

「大きな利点は、基本的に宇宙船の側の努力なしで、あなたが巨大な距離で彗星をサンプリングすることができるということです。 それはかなりエキサイティングです」とサミュエルは言います。サミュエルは現在、他の宇宙船からのアーカイブデータを見て、これまで見過ごされてきた彗星の尾の交差点を探しています。

仕事はまたのための経験を構築するのに役立ちます ESAのコメットインターセプターミッション、Geraintがサイエンスチームリーダーです。 ミッションは、まだ発見されていない彗星を訪問し、3つの宇宙船でターゲットのフライバイを作成して、太陽系の夜明けから生き残った未処理の物質を含む「動的に新しい」オブジェクトの3Dプロファイルを作成します。

ESA / NASAソーラーオービター宇宙船は、2021年12月にC / 2021 A1レナード彗星の尾を通過し、画像とその場での太陽風と粒子のデータを収集しました。 同時に、SOHO（ESA / NASA）、パーカーソーラープローブ（NASA）、STEREO-A（NASA）も、彗星の進化を他の角度から見守っていました。 この図は、2021年12月17日の惑星、彗星、宇宙船のおおよその相対位置を示しており、縮尺どおりではありません。 選択した機器については、非常におおよその視野が示されています。ソーラーオービターのSoloHIとSTEREO-AのSECCHIです。 クレジット：G。ジョーンズ＆S。グラント（UCL）

その間、ソーラーオービターの機器チームは、レナード彗星のデータを分析して、彗星についてだけでなく、太陽風についても伝えることができるかどうかを分析することに忙しくしています。

「この種の追加の科学は、常に宇宙ミッションのエキサイティングな部分です」と、ソーラーオービターのESAプロジェクトサイエンティストであるダニエルミュラーは言います。 「ATLASの交差が予測されたとき、私たちはまだ宇宙船とその機器を校正していました。 また、私たちがそこに着く直前に、彗星は断片化しました。 しかし、レナード彗星で私たちは完全に準備ができていました–そして彗星は崩壊しませんでした。」

ソーラーオービター。 クレジット：ESA / ATG medialab

3月、ソーラーオービターは、0.32 au（地球と太陽の距離の約3分の1、つまり約5,000万キロメートル）の距離で、太陽に最も近いパスを作成します。 これは、次の10年間に発生する、太陽へのほぼ20回の接近パスの1つです。 これらは、クローズアップだけでなく、太陽のこれまでに見たことのない極域からの画像とデータから生じます。

「ソーラーオービターには楽しみがたくさんあります。まだ始まったばかりです」とダニエルは言います。