Hinweis: Solar Probe+ ist jetzt offiziell Parker Solar Probe
In https://space.stackexchange.com/q/17498/12102 habe ich nach der Mission Solar Probe Plus gefragt . Als ich einen Bericht aus dem Jahr 2008 las , sah ich, dass es in der Nähe der Sonne eine erhöhte Belastung durch Hochgeschwindigkeitsstaub gibt. Ich verstehe die hohe Geschwindigkeit, alles in der Umlaufbahn wird sich schnell bewegen, aber ich verstehe nicht, warum dort Staub ist.
Einfach ausgedrückt - würde die Schwerkraft es nicht anziehen oder der Sonnenwind es wegblasen?
Woher stammen der feuerfeste Kohlenstoff und die Silikate? Ist dieses umkreisende Restmaterial aus der Entstehung des Sonnensystems oder fällt es von weiter draußen herein, oder sind es übrig gebliebene Kohlenstoff- und Siliziumreste, die in die früh entstehende Sonne gefallen sind und jetzt wieder herausgeblasen werden?
4.3.5 Mikrometeoroid und Staub. Solar Probe+ trifft auf Staubpartikel mit Durchmessern im Submikrometerbereich bis zu mehreren hundert Mikrometern, die aus hoch feuerfesten Kohlenstoff- und Silikatspezies mit einer typischen Schüttdichte von ~2,5 g/cm2 bestehen. Die Partikel werden sich mit relativen Geschwindigkeiten von bis zu 350 km/s fortbewegen. Um die Abschirmungsanforderungen für Solar Probe+ zu definieren, wurde ein Staubmodell entwickelt, das hauptsächlich auf der Arbeit von Mann et al. (2004). Das Modell geht von folgenden Annahmen aus...
oben: Screenshot von SolarProbePlus2008
oben: Screenshot aus dem Solar Probe Plus Fact Sheet der NASA
oben: Illustration der Solar Probe Plus der NASA von http://solarprobe.jhuapl.edu/spacecraft/ Die Sonne geht auf – um das Offensichtliche zu sagen!
Es gibt zwei primäre Staubpopulationen in der Nähe von 1 AE , interplanetarer Staub (IPD) und interstellarer Staub (ISD) [ Mann , 2010]. Ich habe Staubbeobachtungen auch ausführlich unter https://physics.stackexchange.com/a/160627/59023 besprochen .
IPD von ~1 m driften aufgrund des Poynting-Robertson-Widerstands in die Sonne, während sie ungefähr Kepler-Bahnen folgen [z. B. Malaspina et al. , 2014]. Näher an der Sonne brechen diese Partikel aufgrund von Kollisionen, Sublimation / Ablation und/oder Sputtern auf .
Staubkörner von ~0,1 m Größe sind die sogenannten " Meteoriten", die sich aufgrund des Ungleichgewichts des Strahlungsdrucks über der Schwerkraft von der Sonne entfernen [ Mann , 2010].
Die kleinsten Staubkörner mit 0,1 m Größe, die sogenannten Nanokörner oder Nanostaub , wirken wie große Pickup-Ionen , die durch das rahmenabhängige konvektive elektrische Feld (dh nur die Lorentz-Kraft) entgegen der Sonne getragen werden, das erzeugt wird, wenn sich das Staubkorn relativ zum Sonnenwind bewegt fließen (dh , wo der Index ( ) steht für Konvektion (Sonnenwind) und und sind die Volumenströmungsgeschwindigkeit und das quasistatische Magnetfeld). Diese Teilchen können relativ zur Sonne Geschwindigkeiten von über 100 km/s erreichen [ Meyer-Vernet et al. , 2009].
ISD wurde zuerst von der Raumsonde Ulysses entdeckt , die ~1 ist m groß und bewegt sich mit ~26 km/s relativ zum Baryzentrum des Sonnensystems. Neuere Arbeiten [ Malaspina et al. , 2014] hat eine Beziehung zwischen Staubaufprallzählraten und ekliptischer Länge gefunden.
Der Grund ist aus dem Folgenden ersichtlich. Die Quergeschwindigkeit der Erde um die Sonne beträgt ~29 km/s. Wenn sich die Erde also antiparallel (parallel) zur ISD-Strömungsrichtung bewegt, beträgt die relative Geschwindigkeit des Staub-Raumfahrzeugs ~55 (~3) km/s, was zu einer erhöhten (niedrigeren) Staubzählrate führte. Dies geschieht, weil es eine Schwellenaufprallgeschwindigkeit gibt, die notwendig ist, um eine ausreichend große Plasmawolke zu erzeugen (d. h. 5-10 km/s je nach Staubgröße) [ Meyer-Vernet et al. , 2009; 2014].
Woher stammt der Staub in der Nähe der Sonne?
Die Hauptquellen von ~1 m Größe in der Nähe von 1 AE sind Kometenschuttspuren, Asteroiden, Planeten, Monde und ISD [ Mann , 2010; Zaslavsky , 2015].
Einfach ausgedrückt - würde die Schwerkraft es nicht anziehen oder der Sonnenwind es wegblasen?
Einige werden von einer Kombination aus Schwerkraft und Poynting-Robertson-Widerstand angezogen, während die kleineren Körner entweder durch Strahlungsdruck "herausgedrückt" werden (dh Meteoriten) oder von der Lorentz-Kraft des Sonnenwindes "aufgenommen" (dh Nanostaub).
genannt2voyage
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Andy
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Andy
ProfRob
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ehrliche_vivere
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