Los planetas y las lunas de nuestro sistema solar están siendo bombardeados continuamente por partículas lanzadas lejos del Sol. En la Tierra esto apenas tiene ningún efecto, aparte de las fascinantes luces del norte, porque la atmósfera densa y el campo magnético de la Tierra nos protegende estas partículas de viento solar. Pero en la Luna o en Mercurio las cosas son diferentes: allí, la capa superior de roca se erosiona gradualmente por el impacto de las partículas del sol.
Los nuevos resultados de TU Wien ahora muestran que los modelos anteriores de este proceso están incompletos. Los efectos del bombardeo de viento solar son en algunos casos mucho más drásticos de lo que se pensaba anteriormente. Estos hallazgos son importantes para la misión de la ESA BepiColombo, la primera misión de Mercurio en EuropaLos resultados ya han sido publicados en la revista planetología Ícaro .
Una exosfera de roca rota
"El viento solar consta de partículas cargadas, principalmente iones de hidrógeno y helio, pero los átomos más pesados hasta el hierro también juegan un papel", explica el profesor Friedrich Aumayr del Instituto de Física Aplicada de TU Wien. Estas partículas golpean la superficierocas a una velocidad de 400 a 800 km por segundo y el impacto puede expulsar muchos otros átomos. Estas partículas pueden elevarse antes de volver a la superficie, creando una "exosfera" alrededor de la Luna o Mercurio, una atmósfera extremadamente delgada deátomos bombardeados desde las rocas superficiales por el bombardeo de viento solar.
Esta exosfera es de gran interés para la investigación espacial porque su composición permite a los científicos deducir la composición química de la superficie de la roca, y es mucho más fácil analizar la exosfera que aterrizar una nave espacial en la superficie. En octubre de 2018, ESAenviará la sonda BepiColombo a Mercurio, que es para obtener información sobre las propiedades geológicas y químicas de Mercurio a partir de la composición de la exosfera.
La carga importa
Sin embargo, esto requiere una comprensión precisa de los efectos del viento solar en las superficies rocosas, y aquí es precisamente donde todavía existen lagunas decisivas en el conocimiento. Por lo tanto, TU Wien investigó el efecto del bombardeo de iones en la wollastonita, una luna típica"Hasta ahora se suponía que la energía cinética de las partículas rápidas es la principal responsable de la atomización de la superficie de la roca", dice Paul Szabo, estudiante de doctorado en el equipo de Friedrich Aumayr y primer autor de la publicación actual. "Pero esto essolo la mitad de la verdad: pudimos demostrar que la alta carga eléctrica de las partículas juega un papel decisivo. Es la razón por la cual las partículas en la superficie pueden hacer mucho más daño de lo que se pensaba ".
Cuando las partículas del viento solar tienen carga múltiple, es decir, cuando carecen de varios electrones, transportan una gran cantidad de energía que se libera en un instante en el impacto ". Si esto no se tiene en cuenta, los efectos de la energía solarel viento en varias rocas es mal juzgado ", dice Paul Szabo. Por lo tanto, no es posible sacar conclusiones exactas sobre las rocas superficiales con un modelo incorrecto de la composición de la exosfera.
Los protones constituyen, con mucho, la mayor parte del viento solar, por lo que anteriormente se pensaba que tenían la mayor influencia en la roca. Pero resulta que el helio realmente juega el papel principal porque, a diferencia de los protones, puedecargarse dos veces más positivamente. Y la contribución de los iones más pesados con una carga eléctrica aún mayor tampoco debe descuidarse. Fue necesaria una cooperación de diferentes grupos de investigación para estos hallazgos: las mediciones de alta precisión se llevaron a cabo con una microbalanza desarrollada específicamente en elInstituto de Física Aplicada. En el Vienna Scientific Cluster VSC-3 se llevaron a cabo complejas simulaciones por computadora con códigos desarrollados para la investigación de la fusión nuclear para poder interpretar los resultados correctamente. El Centro de Instrumentación Analítica y el Instituto de Tecnologías Químicas y Análisis deTU Vienna también hizo importantes contribuciones.
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Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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