Press

2013-10-15

PRESSMEDDELANDE

Tätheten i Titans yttre atmosfär varierar med den 11-åriga solcykeln

Saturnus största måne, Titan (Bild: NASA)
Saturnus största måne, Titan (Bild: NASA)

Den amerikanska rymdsonden Cassini har studerat Saturnus och dess största måne Titan i snart ett decennium. Nu har forskare vid Institutet för rymdfysik (IRF) för första gången observerat hur jonosfären, den översta, jonoserade delen av Titans atmosfär, varierar med den 11-åriga solcykeln.

Upptäkten har gjorts med hjälp av data från ett svenskt instrument ombord, en s k Langmuirprob, som har designats och byggts vid IRF i Uppsala, och kan liknas vid en väderstation för rymdplasma, berättar forskare Niklas Edberg, IRF. Den mäter bland annat densiteten och temperaturen av det plasma som finns i Titans jonosfär. Intensiteten av solens utstrålade EUV-ljus, dvs strålning inom det våglängdsintervall som kan jonisera neutrala partiklar i atmosfärer, varierar med en 11-årig cykel. Från Cassinisatelliten finns det nu mätningar under större delen av en sådan cykel.

Cassini har varit i omloppsbana runt Saturnus sedan 2004 och genomfört hela 95 förbiflygningar av dess måne Titan. Dessa förbiflygningar är spridda med ungefär en månads mellanrum och har pågått under nästan 9 års tid. Under passagerna har mätningar gjorts djupt nere i Titans jonosfär med hjälp av just Langmuirproben. Dessa mätningar har visat på långsiktiga förändringar i strukturen av Titan's jonosfär i och med att elektrondensiteten har minskat och ökat i takt med solcykelns fas. Med hjälp av dessa mätningar har forskarna också kunnat räkna fram att densiteten i jonosfären är ungefär dubbelt så hög vid solmaximum jämfört med solminimum.

Titans jonosfär och atmosfär är fulla av kolväten som genomgår en mängd kemiska reaktioner för att bilda tyngre komplexa organiska molekyler som sakta sjunker ner till månens yta. När solens strålning ändras, ändras samtidigt densiteten i detta kolväteplasma och därmed troligtvis även sammansättningen och de kemiska jämvikterna. I en artikel i tidskriften Journal of Geophysical Research, visar Edberg och hans kollegor att även solcykelvariationen i jonosfären är väldigt lik den variation som uppmätts på Mars.

"Att två olika jonosfärer beter sig på ungefär samma sätt var lite oväntat med tanke på att atmosfärerna är så pass olika i sina sammansättningar och vilka kemiska processer som pågår," säger Niklas Edberg. "Samtidigt visar det på att processen som styr den huvudsakliga joniseringen av atmosfärerna är densamma, dvs jonisation med hjälp av solstrålning."

Artikeln:

Edberg, N. J. T., D. J. Andrews, O. Shebanits, K. Ågren, J.-E. Wahlund, H. J. Opgenoorth, T. E. Cravens, and Z. Girazian (2013), Solar cycle modulation of Titan's ionosphere, Journal of Geophysical Research Space Physics, 118, 5255-5264, doi: 10.1002/jgra.50463: http://dx.doi.org/10.1002/jgra.50463

Kontakter:

Webbsidor:


2013-10-15, webmaster*irf.se


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.


Institutet för rymdfysik, IRF, är ett statligt forskningsinstitut under Utbildningsdepartementet. IRF bedriver grundforskning och forskarutbildning i rymdfysik, atmosfärsfysik och rymdteknik. Mätningar görs i atmosfären, jonosfären, magnetosfären och runt andra planeter med hjälp av ballonger, markbaserad utrustning (bl a radar) och satelliter. För närvarande har IRF instrument ombord på satelliter i bana runt tre planeter, jorden, Mars och Saturnus. IRF har ca 100 anställda och bedriver verksamhet i Kiruna (huvudkontoret), Umeå, Uppsala och Lund.