ดาวหางล้อมรอบด้วยพลาสมาซึ่งมีไอออนจำนวนมากและมีพลังงานต่ำ จำเป็นต้องเข้าใจคุณสมบัติของไอออนพลังงานต่ำเหล่านี้เพื่อทำความเข้าใจกระบวนการทางกายภาพรอบดาวหาง
เนื่องจากไอออนพลังงานต่ำวัดได้ยาก โซเฟีย เบิร์กแมนจึงทำวิทยานิพนธ์ของเธอ ที่พัฒนา วิธีการใหม่ในการวิเคราะห์การวัดไอออนเหล่านี้รอบดาวหาง 67P/Churyumov-Gerasimenko ซึ่งเป็นดาวหางคาบสั้นที่มีคาบการโคจร 6,6 ปี นี่เป็นดาวหางดวงแรกที่มาพร้อมกับยานอวกาศ (ตั้งแต่เดือนสิงหาคม 2014, Rosetta) และเป็นครั้งแรกที่ ลงจอดโดยคนลงจอด (12 พฤศจิกายน 2014, Philly) การสังเกตไอออนพลังงานต่ำเป็นงานที่ท้าทายเพราะคุณสมบัติของไอออนได้รับอิทธิพลอย่างมากจากยานอวกาศที่สังเกตไอออนเหล่านี้ โซเฟียได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการแก้ปัญหานี้ ต้องขอบคุณงานของเธอ นักวิทยาศาสตร์จะสามารถศึกษาไอออนพลังงานต่ำรอบดาวหางและในสถานที่อื่นๆ ในระบบสุริยะได้
"ยานอวกาศมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม ซึ่งนำไปสู่การสะสมประจุบนพื้นผิวของมัน นี่เป็นปัญหาสำหรับการวัดไอออนพลังงานต่ำ เนื่องจากยานอวกาศส่งผลกระทบต่อไอออนก่อนที่จะถูกตรวจจับ ซึ่งจะเปลี่ยนทั้งพลังงานและทิศทางการเดินทาง เราต้องการทราบคุณสมบัติเบื้องต้นของไอออนก่อนที่พวกมันจะได้รับผลกระทบจากยานอวกาศ ซึ่งตอนนี้เป็นไปได้ด้วยวิธีที่ฉันพัฒนาในวิทยานิพนธ์ของฉัน” โซเฟีย เบิร์กแมนอธิบาย
วิทยานิพนธ์วิเคราะห์ข้อมูลจาก IRF ICA (Ion Composition Analyzer) ion mass spectrometer บนเรือ Rosetta ICA สามารถวัดพลังงานและทิศทางการเคลื่อนที่ของไอออนพลังงานต่ำได้ แต่เนื่องจากอิทธิพลของศักยภาพของยานอวกาศที่มีต่อการวัด ข้อมูล ICA พลังงานต่ำจึงตีความได้ยากก่อนหน้านี้
"เป็นครั้งแรกที่เราสามารถกำหนดทิศทางการไหลของไอออนพลังงานต่ำที่ ICA สังเกตพบบนดาวหาง 67P/Churyumov-Gerasimenko" โซเฟีย เบิร์กแมนกล่าว “ผลลัพธ์ที่คาดไม่ถึง เราเห็นไอออนจำนวนมากไหลเข้าด้านในไปยังนิวเคลียสของดาวหาง มากกว่าที่จะออกไปข้างนอกตามที่เราคาดไว้"
ดาวหางน่าสนใจในการศึกษาเมื่อเราต้องการทำความเข้าใจว่าลมสุริยะมีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุต่างๆ ในระบบสุริยะอย่างไร วงโคจรวงรีของดาวหางทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมอย่างรุนแรง เมื่อระยะห่างจากดาวหางถึงดวงอาทิตย์เปลี่ยนไป เราสามารถสังเกตได้ว่าสนามแม่เหล็กก่อตัวรอบดาวหางอย่างไร ไอออนพลังงานต่ำมีความสำคัญต่อปฏิกิริยานี้ และไม่เพียงแต่ในดาวหางเท่านั้น "วิธีที่ฉันพัฒนาขึ้นในวิทยานิพนธ์ของฉันยังสามารถใช้เพื่อศึกษาไอออนพลังงานต่ำรอบวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะได้อีกด้วย การวิเคราะห์ไอออนดังกล่าวก่อนหน้านี้มีข้อจำกัดอย่างมาก เนื่องจากความยากในการตีความการวัด" โซเฟีย เบิร์กแมนกล่าว
อ่าน: