Le vaisseau spatial Interstellar Boundary Explorer (IBEX) de la NASA a effectué les premières observations d'atomes d'hydrogène rapides provenant de la lune, après des décennies de spéculation et à la recherche de leur existence. Lancé en octobre dernier, l'IBEX a pour mission d'imager et de cartographier les interactions dynamiques provoquées par le vent solaire chaud frappant dans l'étendue froide de l'espace. Mais lorsque l'équipe IBEX a commandé le vaisseau spatial, ils ont découvert le flux d'atomes d'hydrogène neutres qui sont causés par le vent solaire se dispersant sur la surface de la lune.
Le détecteur qui a fait la découverte, appelé IBEX-Hi, a été conçu et construit par le Southwest Research Institute et Los Alamos National Labs pour mesurer les particules se déplaçant à des vitesses de 0,5 million à 2,5 millions de miles par heure.
"Juste après avoir allumé IBEX-Hi, la lune a traversé son champ de vision, et ils étaient là", explique le Dr David J. McComas, chercheur principal IBEX et vice-président adjoint de SwRI Space Science et Division Ingénierie, où le détecteur de particules IBEX-Hi a été principalement construit. "L'instrument s'est illuminé avec un signal clair de la détection des atomes neutres lors de leur rétrodiffusion de la lune."
Le vent solaire, le flux supersonique de particules chargées qui sort du soleil, se déplace dans l'espace dans toutes les directions à des vitesses d'environ un million de mph. Le puissant champ magnétique de la Terre protège notre planète du vent solaire. La lune, avec son champ magnétique relativement faible, n’a pas une telle protection, ce qui fait que le vent solaire frappe du côté solaire de la lune.
Depuis son point de vue en orbite terrestre haute, IBEX voit environ la moitié de la lune - un quart de celle-ci est sombre et fait face à la nuit (loin du soleil), tandis que l'autre quart fait face à la journée (vers le soleil). Les particules de vent solaire n'impactent que le côté du jour, où la plupart d'entre elles sont intégrées dans la surface lunaire, tandis que certaines se dispersent dans des directions différentes. Les dispersés deviennent principalement des atomes neutres dans ce processus de réflexion en captant des électrons de la surface lunaire.
L'équipe IBEX estime que seulement environ 10% des ions du vent solaire se reflètent sur le côté solaire de la lune sous forme d'atomes neutres, tandis que les 90% restants sont intégrés dans la surface lunaire. Les caractéristiques de la surface lunaire, telles que la poussière, les cratères et les roches, jouent un rôle dans la détermination du pourcentage de particules qui s'incrustent et du pourcentage de particules neutres, ainsi que de leur direction de déplacement, qui se dispersent.
McComas dit que les résultats ont également mis en lumière le processus de «recyclage» entrepris par les particules dans tout le système solaire et au-delà. Le vent solaire et d'autres particules chargées impactent la poussière et les objets plus gros lorsqu'ils voyagent dans l'espace, où ils rétrodiffusent et sont retraités comme des atomes neutres. Ces atomes peuvent parcourir de longues distances avant d'être débarrassés de leurs électrons et de devenir des ions et le processus compliqué recommence.
Les processus combinés de diffusion et de neutralisation maintenant observés sur la lune ont des implications pour les interactions avec les objets à travers le système solaire, tels que les astéroïdes, les objets de la ceinture de Kuiper et d'autres lunes. Les interactions plasma-surface qui se produisent dans la nébuleuse protostellaire, la région de l'espace qui se forme autour des planètes et des étoiles - ainsi que les exoplanètes, les planètes autour d'autres étoiles - peuvent également être déduites.
La mission principale d'IBEX est d'observer et de cartographier les interactions complexes qui se produisent à la lisière du système solaire, où le million de miles par heure du vent solaire pénètre dans le matériau interstellaire du reste de la galaxie. Le vaisseau spatial transporte les détecteurs d'atomes neutres les plus sensibles jamais volés dans l'espace, permettant aux chercheurs non seulement de mesurer l'énergie des particules, mais aussi de faire des images précises de leur provenance.
Et le vaisseau spatial ne fait que commencer. Vers la fin de l'été, l'équipe publiera la première carte tout-ciel du vaisseau spatial montrant les processus énergétiques se produisant à la lisière du système solaire. L'équipe ne commentera pas tant que l'image n'est pas terminée, mais McComas laisse entendre: "Cela ne ressemble à aucun des modèles."
La recherche a été publiée récemment dans la revue Lettres de recherche géophysique.
Source: Institut de recherche du Sud-Ouest
