Le comete sono circondate da plasma contenente un gran numero di ioni a basse energie. È necessario comprendere le proprietà di questi ioni a bassa energia per comprendere i processi fisici attorno alla cometa.
Perché gli ioni a bassa energia sono difficili da misurare, Sofia Bergman nella sua tesi sviluppato un nuovo metodo per analizzare le misurazioni di questi ioni attorno alla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, una cometa di breve periodo con un periodo orbitale di 6,6 anni, la prima cometa accompagnata da un veicolo spaziale (da agosto 2014, Rosetta) e la prima a essere sbarcato da un lander (12 novembre 2014, Philadelphia). Osservare gli ioni a bassa energia è un compito impegnativo perché le loro proprietà sono fortemente influenzate dal veicolo spaziale che li osserva. Sofia ha sviluppato nuovi metodi per risolvere questo compito. Grazie al suo lavoro, gli scienziati saranno in grado di studiare ioni a bassa energia attorno alle comete e in molti altri luoghi del sistema solare.
"Il veicolo spaziale interagisce con l'ambiente, il che porta all'accumulo di carica sulla sua superficie. Questo è problematico per le misurazioni di ioni a bassa energia perché il veicolo spaziale colpisce gli ioni prima che vengano rilevati, cambiando sia la loro energia che la direzione di marcia. Vogliamo conoscere le proprietà iniziali degli ioni prima che venissero colpiti dalla navicella spaziale, cosa che ora è possibile con il metodo che ho sviluppato nella mia tesi", spiega Sofia Bergman.
La tesi ha analizzato i dati dello spettrometro di massa ionico IRF ICA (Ion Composition Analyzer) a bordo di Rosetta. L'ICA può misurare l'energia e la direzione del movimento di ioni a bassissima energia, ma a causa dell'influenza del potenziale del veicolo spaziale sulle misurazioni, i dati dell'ICA a bassa energia erano precedentemente difficili da interpretare.
"Per la prima volta, siamo stati in grado di determinare le direzioni dei flussi di ioni a bassa energia osservati dall'ICA sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko", afferma Sofia Bergman. "I risultati sono stati inaspettati. Vediamo un gran numero di ioni fluire verso l'interno verso il nucleo della cometa, piuttosto che verso l'esterno come ci aspettavamo".
Le comete sono interessanti da studiare quando vogliamo capire come il vento solare interagisce con i vari corpi del sistema solare. Le orbite ellittiche delle comete causano drastici cambiamenti nell'ambiente. Quando la distanza dalla cometa al Sole cambia, possiamo osservare come si forma una magnetosfera attorno alla cometa. Gli ioni a bassa energia sono importanti per questa interazione e non solo nelle comete: “Il metodo che ho sviluppato nella mia tesi può essere utilizzato anche per studiare gli ioni a bassa energia attorno ad altri corpi del Sistema Solare. L'analisi di tali ioni in precedenza era molto limitata a causa della difficoltà di interpretare le misurazioni", afferma Sofia Bergman.
Leggi anche: