Merkuriuksen avaruussäälle kehitettiin laskennallinen malli
Avaruussäällä tarkoitetaan Auringon vaikutusta aurinkokunnan kappaleiden lähiavaruuden olosuhteisiin. Aurinkotuulessa esiintyvät magneettikentän aallot voivat merkittävästi vaikuttaa avaruussään ilmiöihin.
Aalto-yliopiston, Ilmatieteen laitoksen ja Michiganin yliopiston yhteistyössä kehitettiin uusi suuren erotuskyvyn numeerinen malli Merkuriuksen ja aurinkotuulen väliselle vuorovaikutukselle.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -lehdessä julkaistussa artikkelissa osoitetaan, miten aurinkotuuleen muodostuu aaltoja ennen sen osumista Merkuriuksen magneettikenttään. Näiden aaltojen aallonpituus voi olla lähes puolet Merkuriuksen halkaisijasta. Aallot aiheutuvat takaisin aurinkoa kohti virtaavista aurinkotuulen hiukkasista, jotka heijastuvat Merkuriuksen avaruussääympäristön uloimmalta reunakerrokselta eli keulashokilta. takaisinvirtaavia hiukkasia on havaittu vain rajoitetusti Merkuriuksessa. Mallinnustyö ennustaa, että näitä hiukkasia on kuitenkin merkittävästi lähellä Merkuriuksen keulashokkia.
Merkurius on pienin aurinkokunnan planeetoista. Sen kiertorata sijaitsee planeetoista lähimpänä Aurinkoa altistaen Merkuriuksen jopa kymmenen kertaa voimakkaammalle aurinkotuulelle verrattuna Maahan. Lisäksi Merkuriuksella ei ole ilmakehää, mutta sillä on oma magneettikenttä.
Näiden ominaisuuksien vuoksi aurinkotuuli aiheuttaa Merkuriuksen pieneen magneettikehään huomattavasti voimakkaampia ja nopeampia muutoksia verrattuna maapalloon. Avaruussään ilmiöiden tutkiminen eri planeetoilla auttaa ymmärtämään auringon vaikutusta myös maan lähiavaruuteen ja ihmiskunnan toimintaan siellä.
Euroopan ja Japanin avaruusjärjestöjen BepiColombo-luotain laukaistiin avaruuteen vuoden 2018 lokakuussa. Se saavuttaa Merkuriuksen kiertoradan vuonna 2025. Hanke koostuu kahdesta Bepi- ja Mio-kiertorataluotaimesta, jotka ovat yhdistettyinä toisiinsa matkan ajan. Perille saavuttuaan luotaimet asetetaan omille Merkuriusta kiertäville radoilleen.
BepiColombon avulla voidaan ensimmäistä kertaa tutkia monipistemittauksin Merkuriuksen avaruussääilmiötä, joihin erityisesti nyt tutkitut aaltoilmiöt vaikuttavat.
Visualisointi 3-ulotteisesta Merkurius-simulaatiosta yhdeltä ajanhetkeltä. Etualan punaoranssilla tasolla on havainnollistettu tutkimuksen kohteena olevia magneettikentän aaltoja kaarevan keulashokin edessä. Aurinkotuulen virtaus kohti planeettaa näkyy vaaleina nuolina ja Merkuriuksen magneettikehän pyrstö sini-vaaleana kerroksena. Merkuriuksen pinta on kuvattu pallona keskellä, jossa vaalea väri tarkoittaa päiväpuolta ja musta yöpuolta.
Lisätietoja:
tutkija Riku Järvinen, Ilmatieteen laitos, riku.jarvinen@fmi.fi
Artikkeli: Jarvinen R., Alho M., Kallio E., Pulkkinen T.I., Ultra-low frequency waves in the ion foreshock of Mercury: A global hybrid modeling study, Mon. Notices Royal Astron. Soc., 491, 3, 4147-4161, https://doi.org/10.1093/mnras/stz3257 (2020)