Qual é a origem da poeira perto do sol?

uhoh

2016-07-26 18:42:56 UTC

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Nesta pergunta, perguntei sobre a missão Solar Probe Plus. Lendo um relatório de 2008, vi que há uma elevada exposição à poeira de alta velocidade perto do sol. Eu entendo a alta velocidade, qualquer coisa em órbita que se aproxime estará se movendo rápido, mas não entendo por que há poeira ali.

Simplificando - a gravidade não o puxaria ou o vento solar o sopraria para longe?

Qual é a origem do carbono refratário e dos silicatos? Este material em órbita é sobras da formação do sistema solar ou está caindo de um ponto mais distante, ou é o carbono e o silício remanescentes que caíram no sol em formação inicial e agora estão sendo soprados de volta?

4.3.5 Micrometeoróide e poeira. Solar Probe + encontrará partículas de poeira variando em diâmetro de submicron até várias centenas de microns e consistindo em carbono altamente refratário e espécies de silicato com uma densidade aparente típica de ~ 2,5 g / cm2. As partículas estarão viajando a velocidades relativas de até 350 km / s. Para definir os requisitos de blindagem para Solar Probe +, um modelo de poeira foi desenvolvido com base principalmente no trabalho de Mann et al. (2004). O modelo emprega as seguintes suposições ...

acima: captura de tela de SolarProbePlus2008

acima: captura de tela do Solar Probe Plus da NASA Ficha informativa

acima: ilustração do Solar Probe Plus da NASA daqui. O sol nasceu - para dizer o óbvio!

Não é uma leitura leve, mas você viu [isto] (http://adsabs.harvard.edu/full/1997A%26A...326..263K)?

@called2voyage Se você clicar em "imprimir este artigo", receberá um pdf. Procurei por "fonte" e "origem" e não encontrei essas palavras. Definitivamente, é uma discussão interessante das observações - durante os eclipses - bem como da poeira trazida de volta à terra, mas não vejo uma proclamação definitiva "E a origem é ...". Mas é um bom ponto de partida para mais leitura - obrigado!

Um dos efeitos é provavelmente [este ...] (https://en.wikipedia.org/wiki/Poynting%E2%80%93Robertson_effect) (meio que o oposto do efeito yarkovsky :))

@Andy uau! Nunca ouvi falar disso, mas faz todo o sentido - uma espécie de "ímã de poeira" e circularizador. Então, se isso fosse basicamente o que está acontecendo, a origem seria parte do material que formou o sistema solar, chovendo no Sol agora por causa do efeito P-R? Parece uma resposta!

Bem, o efeito P-R é uma causa possível para uma inspiração, mas acho que a atividade do cometa e outras coisas também contribuem muito. Então, pensei em deixar como um comentário caso alguém queira conferir e talvez escrever. (Eu também tentei ler [o artigo anterior de Mann] (http://solarprobe.gsfc.nasa.gov/dust.pdf), mas não consigo fazer o download agora por algum motivo.)

https://en.wikipedia.org/wiki/Interplanetary_dust_cloud Eles não são uma população de equilíbrio, eles devem ser produzidos continuamente.

@RobJeffries: Eu vejo, então não há um acordo geral ainda, mas existem várias fontes possíveis e parece que pode acabar sendo uma mistura?

Eu fiz uma [pergunta relacionada aqui] (http://space.stackexchange.com/q/17562/12102).

O efeito P-R só funciona em grãos de poeira em uma certa faixa de massa / tamanho. Os grãos de poeira menores, chamados de $ \ beta $ meteoroids (~ 0,1 $ \ mu $ m em tamanho), são na verdade "expelidos" do sistema solar pela pressão de radiação. A maior parte da poeira interplanetária de aproximadamente 1 $ \ mu $ m de tamanho são restos de caudas de detritos cometários. Se a poeira for pequena o suficiente (ou seja, de tamanho inferior a nanômetros), eles agem como íons de captação realmente pesados e são acelerados pelo campo magnético do vento solar.

@honeste_vivere ótimo - você pode transformar isso em uma resposta? Isso acabou sendo muito mais interessante do que eu esperava!

Poeira Interplanetária

IPD de aproximadamente 1 $ \ mu $ m tamanho deriva em direção ao sol devido ao arrasto de Poynting-Robertson enquanto segue órbitas aproximadamente Keplerianas [por exemplo, Malaspina et al. , 2014 ] Mais perto do sol, essas partículas se separam devido a colisões, sublimação / ablação e / ou crepitação.

Grãos de poeira de ~ 0,1 $ \ mu $ m de tamanho são os chamados "$ \ beta $ meteoritos", que se afastam do Sol devido ao desequilíbrio da pressão da radiação sobre a gravidade [ Mann , 2010 ].

Os menores grãos de poeira com $ \ ll $ 0,1 $ \ mu $ m de tamanho, os chamados nanograins ou nanodust , agem como grandes íons de captação, que são carregados contra o sol pelo campo elétrico convectivo dependente da estrutura (ou seja, apenas a força de Lorentz) produzido quando o grão de poeira se move em relação ao vento solar fluxo (ou seja, $ \ mathbf {E} _ {conv} = - \ mathbf {V} _ {sw} \ times \ mathbf {B} _ {sw} $, onde o subscrito $ conv $ ($ sw $) significa convectivo (vento solar) e $ \ mathbf {V} $ e $ \ mathbf {B} $ são a velocidade do fluxo em massa e o campo magnético quase estático). Essas partículas podem atingir velocidades superiores a 100 km / s em relação ao sol [ Meyer-Vernet et al. , 2009].

Poeira interestelar

O ISD foi descoberto pela primeira vez pela espaçonave Ulysses , que tem aproximadamente 1 $ \ mu $ m de tamanho e se move a aproximadamente 26 km / s em relação a o baricentro do sistema solar. Um trabalho mais recente [ Malaspina et al. , 2014] encontrou uma relação entre as taxas de contagem de impacto de poeira e longitude eclíptica.

O motivo pode ser visto a seguir. A velocidade transversal da Terra em relação ao sol é de aproximadamente 29 km / s. Assim, quando a Terra se move anti-paralela (paralela) à direção do fluxo ISD, a velocidade relativa da espaçonave de poeira é de ~ 55 (~ 3) km / s, o que produziu uma taxa de contagem de poeira aumentada (reduzida). Isso ocorre porque há um limite de velocidade de impacto necessário para produzir uma nuvem plasma grande o suficiente (ou seja, $ \ gtrsim $ 5-10 km / s dependendo do tamanho da poeira) [ Meyer-Vernet et al . , 2009; 2014].

Qual é a origem da poeira perto do sol?

As fontes primárias de ~ 1 $ \ mu $ m de tamanho próximo a 1 UA são trilhas de detritos cometários, asteróides, planetas, luas e ISD [ Mann , 2010; Zaslavsky , 2015].

Simplificando - a gravidade não o puxaria ou o vento solar o levaria embora?

Alguns são atraídos por uma combinação de gravidade e Poynting -Robertson arrasta enquanto os grãos menores são "empurrados" para fora pela pressão de radiação (ou seja, $ \ beta $ meteoritos) ou "recolhidos" pela força do vento solar Lorentz (ou seja, nanodust).

Referências Budap

DM Malaspina et al., "Interplanetary and interestellar dust Observated by the Wind / WAVES electric field instrument," Geophys. Res. Lett. 41 , pp. 266-272, doi: 10.1002 / 2013GL058786, 2014.

Mann, I. "Interstellar Dust in the Solar System," Annual Review of Astronomy and Astrophysics 48 , pp. 173-203, doi: 10.1146 / annurev-astro-081309-130846, 2010.

Meyer- Vernet, N., et al. "Detecção de poeira pelo instrumento Wave em ESTÉREO: Nanopartículas captadas pelo vento solar ?," Sol. Phys. 256 , pp. 463-474, doi: 10.1007 / s11207-009-9349-2, 2009.

Meyer-Vernet, N., et al. "A importância das antenas monopolo para observações de poeira: Por que o Wind / WAVES não detecta nanodust," Geophys. Res. Lett. 41 , pp. 2716-2720, doi: 10.1002 / 2014GL059988, 2014.

Zaslavsky, A. "Floating potenciais perturbations due to micrometeoroid impact: Theory and application to S / WAVES data," J. Geophys. Res. 120 , pp. 855-867, doi: 10.1002 / 2014JA020635, 2015.