En magnetosfär blir till – observationer från en komet

I en artikel i tidskriften Science visar en internationell forskargrupp ledd från Institutet för rymdfysik i Kiruna vad som händer då en magnetosfär håller på att bildas kring kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. En magnetosfär är ett område i rymden dit solvinden inte kan nå. Alla planeter i solsystemet omges av magnetosfärer, men runt en komet finns det en magnetosfär bara om kometen befinner sig tillräckligt nära solen. Resultaten bygger på mätdata som samlats in av kometjägaren Rosetta.

Efter 10 års färd kom rymdfarkosten Rosetta fram till sitt mål 6 augusti 2014. Då nådde man ett avstånd till kometen på bara 100 km. Dagen efter, den 7 augusti, såg forskargruppen i Kiruna vattenjoner med låg hastighet i sina mätningar.

”Det var en otvetydig signatur av kometen, den första säkra detektionen av joner från kometens atmosfär”, berättar docent Hans Nilsson vid Institutet för rymdfysik, IRF, i Kiruna. Hans Nilsson är ansvarig för instrumentet Ion Composition Analyzer, ICA, som utvecklats och byggts i Kiruna. Instrumentet mäter positivt laddade joner och är ett av fem instrument som ingår i Rosetta Plasma Consortium.

En komet som befinner sig långt från solen liknar en kall snöboll. När kometen kommer närmare solen förångas flyktiga ämnen från ytan, främst vatten, och bildar en atmosfär runt kometen. Solens ultravioletta strålning och kollisioner med solvinden joniserar en del av kometens atmosfär. När kometen kommer tillräckligt nära solen blir dess atmosfär så tät och joniserad att den blir elektriskt ledande. Då det sker kan atmosfären hålla emot solvinden och solvinden kan inte längre nå atmosfärens inre delar. När det händer föds en kometmagnetosfär – ett solvindsfritt område kring kometen.

"Rosetta är en unik rymdexpedition", säger Hans Nilsson. "Tidigare rymdfarkoster som studerat kometer har rusat förbi dem på stort avstånd och med hastigheter på 10-tals km/s. Då har kometernas magnetosfärer redan varit välutvecklade."

Rosetta rör sig runt Churyumov-Gerasimenko med en hastighet av bara några decimeter per sekund. Avståndet till kometen är endast tiotals kilometer och kometens magnetosfär har ännu inte skapats.

”För första gången kan vi se vad som händer innan kometatmosfären kan hålla emot solvinden”, säger Hans Nilsson. ”Kometatmosfären påverkar redan solvinden mer än vi trott att den skulle göra och vad vi bevittnar just nu är hur en magnetosfär håller på att födas.”

Resultaten presenteras i tidskriften Science den 23 januari: ”Birth of a comet magnetosphere: a spring of water ions”, Hans Nilsson et al.

Kontaktinformation
Dr. Hans Nilsson, docent vid IRF, tel. 0980-79127, 070-298 0287, mailto:hans.nilsson@irf.se; Rick McGregor, informationsansvarig vid IRF, tel. 0980-79178, mailto:rick@irf.se