Press

Kiruna, 2005-09-13

PRESSMEDDELANDE

Instrument från IRF upptäcker nya fenomen kring Saturnus ringar - laddade ispartiklar i Saturnus ringar växelverkar elektromagnetiskt med laddad vattengas

Den yttersta av Saturnus ringar, E-ringen, består av mikrometerstora partiklar av vattenis som är negativt laddade. Dessa partiklar kopplar elektriskt med ett omkringliggande laddat moln av positiva vattenjoner och elektroner. Rörelsen av stoftet och omgivande gas runt planeten blir därför en dragkamp mellan jätteplaneten Saturnus gravitation och dess magnetfält. Studiet av detta fenomen, där det svenska bidraget spelar en nyckelroll, har betydelse för tolkningar om hur planetsystemet bildades.

Under juni/juli förra året (2004), efter ungefär sju års resa, flög rymdfarkosten Cassini in i Saturnus gigantiska magnetosfär och lades i bana runt planeten. Ett flertal gånger har den därefter passerat rakt igenom den så kallade E-ringen, den yttersta av Saturnus ringar. Institutet för rymdfysik (IRF) bidrar med ett av många moderna mätinstrument ombord - en s.k. Langmuirsond.

"En Langmuirsond är ett slags väderstation för elektriskt laddad gas som ger uppskattningar på densitet, temperatur, sammansättning och hastighet hos den laddade gasen," säger docent Jan-Erik Wahlund vid IRF i Uppsala. Dessutom kan laddningen på ispartiklarna i E-ringen uppskattas. Langmuirsonden är en del av ett större instrumentpaket (Radio & Plasma Wave Science, RPWS) i samarbete med forskargrupper i USA, Frankrike, Sverige, England och Österrike. Cassini/Huygens är ett gemensamt projekt mellan rymdstyrelserna i USA (NASA) och Europa (ESA).

"Saturnus majestätiska ringar är som mest ett par kilometer tjocka men breder ut sig som en skiva flera hundra tusen kilometer från planetens yta," säger Jan-Erik Wahlund. De synliga ringarna, benämnda A, B, C, D, F, sträcker sig 70.000 km från Saturnus. Den yttersta E-ringen är osynlig från Jorden och består av mikrometerstora ispartiklar med negativ laddning. Den elektriska potentialen är typiskt kring –2 till –3 Volt som orsakas av många olika källor, däribland Solens ultravioletta strålning. Ispartiklarna själva och den omgivande vattenångan kommer främst från månen Enceladus sydpol, där varma sprickor som blåser ut vatten nyligen upptäckts av andra instrument på Cassini.

E-ringens ispartiklar är omgivna av en delvis laddad gas av vattenmolekyler, positiva vattenjoner och negativt laddade elektroner. Den laddade gasen förväntades röra sig med Saturnus magnetfält, som roterar med samma hastighet som planeten själv. Detta rör sig om 50-100 km/s i Saturnus magnetosfär. Men det visade sig att ispartiklarna i E-ringen saktar ned den laddade gasen till hastigheter som mer lyder under gravitationens lagar (under 10 km/s). Man talar här om s. k. stoftplasma växelverkan. I sin tur puttar den laddade gasen lite extra på ispartiklarna, som då rör sig lite snabbare än de skulle under påverkan av gravitationen. Mätningarna hittills pekar på att den svenske Nobelpristagaren Hannes Alfvén hade rätt om att planetsystemets uppkomst skedde i ett elektriskt laddat stoftmoln med ett omgivande plasma som påverkade dynamiken där.

För mer information kontakta:

Jan Erik Wahlund, forskare, IRF, tel: 018-471 5946, vx: 018-471 5901, 018-471 5902, e-post: jwe@irfu.se
Rick McGregor, informationsansvarig, IRF, tel: 070-276 6020, e-post: rick.mcgregor@irf.se
Johan Marcopoulos, Rymdstyrelsen, tel: 08-627 6488, mobil: 070-640 6488, e-post: johan.marcopoulos@snsb.se

Webbsidor:


The Swedish Institute of Space Physics (IRF) is a governmental research institute which conducts research and postgraduate education in atmospheric physics, space physics and space technology. Measurements are made in the atmosphere, ionosphere, magnetosphere and around other planets with the help of ground-based equipment (including radar), stratospheric balloons and satellites. IRF was established (as Kiruna Geophysical Observatory) in 1957 and its first satellite instrument was launched in 1968. The head office is in Kiruna (geographic coordinates 67.84° N, 20.41° E) and IRF also has offices in Umeå, Uppsala and Lund.