Fizycy z Lawrence Livermore National Laboratory uzyskali eksperymentalnie promieniowanie X poprzez odtworzenie warunków w jakich wiatr słoneczny zderza się z gazami otaczającymi komety.

Uczeni skorzystali z wiązki elektronów i pułapki jonowej. Peter Beiersdorfer, Hui Chen i Mark May odtworzyli wymianę ładunków pomiędzy ciężkimi jonami i wyprodukowali promieniowanie rentgenowskie. Podobne procesy zachodzą, gdy w otoczeniu komety zderzają się wiatr słoneczny i atomy gazu.

Praca, wykonana we współpracy z uczonymi z NASA Goddard Space Flight Center, Wydziału Fizyki na Columbia University i Wydziału Fizyki na University of Missouri-Rolla, została opublikowana w Science z 6 czerwca. Jej tytuł to Laboratory Simulation of Charge Exchange-Produced X-ray Emission From Comets (Laboratoryjna symulacja promieniowania rentgenowskiego komet produkowanego przez wymianę ładunku).

Badania prowadzono przez zainstalowanie rentgenowskiego spektrometru kalorymetrycznego (XRS), używanego w satelitarnej misji ASTRO-E, na wiązce elektronowej i pułapce jonowej znajdującej się w Livermore. XRS został zaprojektowany do obserwacji odległych obiektów, takich jak supernowe, z wyższą rozdzielczością niż ta, którą osiąga satelitarne obserwatorium Chandra.

Beiersdorfer stwierdził, że promieniowanie rentgenowskie komet może dostarczać informacji o aktywności słonecznej i pogodzie kosmicznej poprzez pomiar ilości i składu ciężkich jonów obecnych w wietrze słonecznym. Najnowsza praca pokazuje, że emisja może być też narzędziem do pomiaru prędkości tego wiatru.

Komety docierają do Układu Słonecznego z różnych kierunków, także spoza ekliptyki. Można więc tak badać rejony nie obejmowane przez statki kosmiczne“.

Kometarne promieniowanie X powstaje gdy ciągły strumień naładowanych ciężkich jonów w wietrze słonecznym zderza się z gazami znajdującymi się wokół jądra komety. Uważa się, że zderzenie takie powoduje neutralizację jonów i emisję promieniowania rentgenowskiego charakterystycznego dla tych jonów oraz gazów biorących udział w zderzeniu.

Takie promieniowanie zostało zarejestrowane przez Chandrę. “Proces zademonstrowany w Livermore czyni komety drugim pod względem mocy (po Słońcu) źródłem promieniowania X w Układzie Słonecznym” – powiedział Beiersdorfer.

Autor

Michał Matraszek