Podarilo sa to vďaka detektoru, ktorý je umiestnený na palube čínskej sondy Čchang-e 6.
Fotografia Mesiaca, ktorú v roku 2018 urobil astronaut ESA Alexander Gerst počas svojej misie na Medzinárodnej vesmírnej stanici ISS. Zdroj: ESA
Vedci po celom svete netrpezlivo očakávajú návrat čínskej sondy Čchang-e 6 späť na Zem. Po takmer dvojmesačnej misii by mala 25. júna pristáť v čínskej autonómnej oblasti Vnútorné Mongolsko návratová kapsula s unikátnym obsahom: so vzorkami z odvrátenej strany Mesiaca. Sonda ešte nepreletela zemskou atmosférou a vedci už hlásia zaujímavé informácie.
Nová zložka plazmy
Európsky tím ohlásil, že sa po prvýkrát podarilo namerať negatívne ióny na lunárnom povrchu. Umožnilo im to jedno zo zariadení, ktoré mal lander nainštalované na svojej palube. Ide o prístroj Švédskeho inštitútu vesmírnej fyziky NILS (Negative Ions at the Lunar Surface).
Európska vesmírna agentúra (ESA), pod hlavičkou ktorej prístroj vznikal, uvádza na svojich oficiálnych stránkach, že „objav novej zložky plazmy na povrchu Mesiaca otvára nové okno vesmírnej fyzike a ľudským a robotickým misiám v ére obnoveného lunárneho prieskumu.“
Panoramatická fotografia, ako ju zaznamenala kamera na pristávacom module čínskej sondy Čchang-e 6. Sonda pristála 1. júna 2024 na odvrátenej strane Mesiaca v najväčšej známej impaktnej panve v celej slnečnej sústave Južný pól-Aitken. Zdroj: ESA
Odkiaľ pochádzajú?
Telesá slnečnej sústavy sú nepretržite atakované časticami z vesmíru. Pri nižších energiách sú súčasťou slnečného vetra, s vyššou energiou vznikajú napríklad v explóziách supernov a pri najvyšších energiách pravdepodobne aj v okolí supermasívnych čiernych dier a galaxiách s aktívnou tvorbou nových hviezd. Vedci sa tentoraz zamerali na skúmanie interakcie častíc slnečného vetra s mesačným povrchom.
Slnečný vietor objavil Eugene Parker
Slnečný vietor je nepretržitý tok nabitých častíc, ktoré pochádzajú z vrchnej vrstvy slnečnej atmosféry. Tvoria ho najmä vysokoenergetické elektróny a protóny, ktoré dokážu vďaka vysokej kinetickej energii prekonať gravitáciu Slnka. Následkom slnečného vetra vznikajú rôzne javy: geomagnetická búrka, polárna žiara i výrazné chvosty komét. Objav slnečného vetra je pripisovaný americkému astrofyzikovi Eugenovi Parkerovi.
Planéty, ktoré majú okolo seba vrstvu atmosféry a magnetické pole ako napríklad Zem, dokážu tieto častice „prefiltrovať“, zadržať alebo odraziť do vonkajšieho vesmíru. Mesiac má smolu. Chýba mu magnetické pole, ktoré by pôsobilo ako ochranný štít a navyše lunárny povrch obklopuje iba tenká vrstva atmosféry, nazývaná exosféra.
Slnečný vietor reaguje s mesačným povrchom, pričom vznikajú sekundárne častice. „Častice slnečného vetra môžu vyraziť elektróny, ktoré môžu byť následne zachytené neutrálnym atómom alebo molekulou, a tak vznikne negatívny ión,“ uviedol astrofyzik Patrik Čechvala z Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave.
Ako vznikajú ióny
Atóm je základným stavebným prvkom neživých i živých organizmov. Skladá sa z obalu a jadra. Jadro je tvorené kladne nabitými protónmi a neutrónmi. V obale sú záporne nabité elektróny, ktoré sú v atóme umiestnené v rôznych energetických hladinách. Atóm je v základnom stave elektricky neutrálny. To znamená, že obsahuje rovnaký počet protónov a elektrónov. Atómy ale môžu získavať alebo strácať elektróny. Ak dôjde k strate elektrónov, vzniká pozitívny alebo kladný ión. Ak atóm získa elektrón, vzniká negatívny alebo záporný ión.
Na fotografii je v zelenom rámiku zvýraznené umiestnenie vedeckého prístroja NILS. Ide o prvý prístroj Európskej vesmírnej agentúry, ktorý sa dostal na povrch Mesiaca. Zdroj: ESA
Bezprecedentná výzva
O kladne nabitých časticiach, ktoré vznikajú reakciou slnečného vetra s mesačným povrchom, existujú rozsiahle štúdie. Namerané boli v minulosti aj z obežnej dráhy Mesiaca. V roku 2022 to spomenuli vedci v rámci konferencie v španielskej Granade, kde predstavili prístroj NILS a jeho hlavnú úlohu.
Záporné ióny sa podobným meraniam vyhýbali. Jednou z ich vlastností je krátka životnosť. Vedci preto potrebovali ich prítomnosť zaznamenať veľmi blízko mesačného povrchu. To sa im podarilo po pristátí landera čínskej misie Čchang-e 6 na opačnej strane Mesiaca.
„Pozorovania na Mesiaci nám pomôžu lepšie pochopiť povrchové prostredie a zároveň nám umožnia byť priekopníkmi pri ďalšom výskume populácie negatívnych iónov na iných telesách slnečnej sústavy, ako sú napríklad asteroidy, planéty a ich mesiace,“ vysvetlil Martin Wieser, hlavný výskumník projektu detektora častíc NILS.
Trojnásobný objem dát
Čínska sonda Čchang-e 6 úspešne pristála 1. júna 2024 na odvrátenej strane Mesiaca, kde strávila dva dni a venovala sa svojej primárnej úlohe: odoberaniu vzoriek.
Prístroj NILS začal so zberom vedeckých dát 280 minút po pristátí. Podľa informácií ESA trvala prvá perióda zberu dát 23 minút. Niekoľkokrát nastali výpadky komunikácie, pretože prístroj sa striedavo prehrieval a následne sa dlho chladil.
„Bola to prvá aktivita ESA na povrchu Mesiaca, zároveň prvá vedecká a lunárna spolupráca s Čínou,“ uviedol Neil Melville, technický riaditeľ ESA pre experiment NILS, a súčasne vyzdvihol kvalitu práce, keďže prístroj dokázal v extrémne horúcich podmienkach opakovane obnovovať svoju prevádzku.
Do úplného vypnutia, ktoré nastalo 3. júna 2024 o 16.20 hod., dokázal nazbierať tri hodiny údajov. Očakávania vedcov v roku 2022 hovorili o úspechu, ak dokáže zariadenie fungovať a zbierať dáta približne 30 minút až hodinu.
Európsky tím odborníkov počas diskusie o nespracovaných údajoch z prístroja NILS. Na fotografii zľava: Martin Wieser, Niel Melville a Stas Barabash. Zdroj: ESA
Pripravujú odbornú publikáciu
Tím povzbudený úspechom vedeckého zariadenia už pracuje na odbornej štúdii, ktorá by obsahovala detailnejšie vysvetlenie nameraných údajov.
„Potvrdená detekcia ako taká je zaujímavá. Jej štúdium nám môže poskytnúť bližšie informácie o slnečnom vetre, ktorý napríklad vplýva aj na satelity na obežnej dráhe, o interakciách častíc slnečného vetra s povrchom telies slnečnej sústavy alebo niektorých chemických procesoch v atmosférach. Počkajme si ale na publikáciu, kde uvidíme konkrétnejšie dáta,“ dodal na záver Čechvala.
Zdroj: ESA, copernicus. org
(JM)
