Kometen zijn omgeven door plasma dat een groot aantal ionen met lage energie bevat. Het is noodzakelijk om de eigenschappen van deze laagenergetische ionen te begrijpen om de fysieke processen rond de komeet te begrijpen.
Omdat laagenergetische ionen moeilijk te meten zijn, stelt Sofia Bergman in haar proefschrift ontwikkeld een nieuwe methode voor het analyseren van metingen van deze ionen rond komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, een kortperiodieke komeet met een omlooptijd van 6,6 jaar, de eerste komeet die vergezeld gaat van een ruimtevaartuig (sinds augustus 2014 Rosetta) en de eerste die worden geland door een lander (12 november 2014, Philly). Het observeren van ionen met lage energie is een uitdagende taak omdat hun eigenschappen sterk worden beïnvloed door het ruimtevaartuig dat ze observeert. Sofia ontwikkelde nieuwe methoden om deze taak op te lossen. Dankzij haar werk kunnen wetenschappers laagenergetische ionen rond kometen en op veel andere plaatsen in het zonnestelsel bestuderen.
"Het ruimtevaartuig interageert met de omgeving, wat leidt tot de accumulatie van lading op het oppervlak. Dit is problematisch voor metingen van ionen met lage energie, omdat het ruimtevaartuig de ionen beïnvloedt voordat ze worden gedetecteerd, waardoor zowel hun energie als hun reisrichting verandert. We willen de initiële eigenschappen van de ionen weten voordat ze door het ruimtevaartuig werden beïnvloed, wat nu mogelijk is met de methode die ik in mijn proefschrift heb ontwikkeld", legt Sofia Bergman uit.
Het proefschrift analyseerde gegevens van de IRF ICA (Ion Composition Analyzer) ionenmassaspectrometer aan boord van Rosetta. ICA kan de energie en bewegingsrichting van ionen met een zeer lage energie meten, maar vanwege de invloed van het potentieel van het ruimtevaartuig op de metingen, waren ICA-gegevens met lage energie voorheen moeilijk te interpreteren.
"Voor de eerste keer waren we in staat om de richtingen van laagenergetische ionenstromen te bepalen die werden waargenomen door ICA op komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko", zegt Sofia Bergman. "De resultaten waren onverwacht. We zien een groot aantal ionen naar binnen stromen in de richting van de kern van de komeet, in plaats van naar buiten zoals we hadden verwacht."
Kometen zijn interessant om te bestuderen als we willen begrijpen hoe de zonnewind interageert met verschillende lichamen in het zonnestelsel. De elliptische banen van kometen veroorzaken drastische veranderingen in de omgeving. Naarmate de afstand van de komeet tot de zon verandert, kunnen we waarnemen hoe een magnetosfeer rond de komeet wordt gevormd. Laagenergetische ionen zijn belangrijk voor deze interactie en niet alleen bij kometen: “De methode die ik in mijn proefschrift heb ontwikkeld, kan ook worden gebruikt om laagenergetische ionen rond andere lichamen in het zonnestelsel te bestuderen. De analyse van dergelijke ionen was voorheen zeer beperkt vanwege de moeilijkheid om de metingen te interpreteren", zegt Sofia Bergman.
Lees ook: