Månen Titan äntligen utanför Saturnus skyddande magnetiska hölje -- svenskt instrument bidrar till förståelsen av Titans elektrodynamiska omgivningar

Efter 3 år och 31 förbiflygningar av månen Titan med rymdfarkosten Cassini, så observerades till slut denna exotiska måne utanför Saturnus magnetfält. "Det var en liten chans att detta faktiskt skulle ske, och Titan befinner sig normalt bara några procent av sin tid under sådana förhållanden," berättar forskare Jan-Erik Wahlund på Institutet för rymdfysik (IRF) i Uppsala. "Väl där träffas Titan av en mycket kraftig ström av laddade partiklar från solen, den s.k. solvinden. När solens aktivitet och därmed solvinden blir speciellt stark trycker den bort Saturnus stora magnetfält förbi Titans bana kring Saturnus. Studiet av detta fenomen, där det svenska bidraget spelar en nyckelroll, har betydelse för tolkningar om hur atmosfärer försvinner ut i rymden." Resultaten publiceras i veckans nummer av den ansedda vetenskapliga tidskriften Science.

År 2004, efter ungefär sju års resa, flög rymdfarkosten Cassini in i Saturnus gigantiska magnetosfär och lades i bana runt denna planet. Den stora månen Titan är av speciellt intresse med dess täta kväveatmosfär, komplexa organiska kemi, samt floder och sjöar av metan. IRF bidrar med ett av många moderna mätinstrument ombord -- en s.k. Langmuirsond. Det är ett slags väderstation för elektriskt laddad gas som ger uppskattningar på densitet, temperatur, sammansättning och hastighet hos den laddade gasen (ett plasma). Langmuirsonden är en del av ett större instrumentpaket (Radio and 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).

När solvinden blir stark och trycker tillbaka Saturnus magnetfält så att dess gränsskikt (magnetopausen) passerar förbi Titan med en hastighet på flera hundra km per timme, så fastnar magnetfältet i Titans övre laddade atmosfär och Saturnus magnetfält dras ut med månen till en lång tub från Titan till magnetopausen. Man kallar dessa magnetfältsstrukturer för "fossila" magnetfält. Dessutom vrids magnetfältet så starkt att magnetfältslinjerna kopplar om efter hand till solvindens svagare magnetfält. Men detta tar mellan 20 minuter till flera timmar.

Under sådana magnetfältsomkopplingar vet man från studier kring jorden att laddade partiklar accelereras till höga energier. Det och kraftöverföringen från solvinden till Titans övre laddade atmosfär medför att delar av atmosfären förloras ut i rymden. Med Langmuirsonden kan man mäta hur stora mängder som förloras från Titan per tidsenhet. Våra resultat pekar på att upp till 1026 molekyler/s, eller några kg/s, lämnar Titan via dessa processer.

"Detta låter kanske lite," säger Jan-Erik Wahlund, "men under de 4,5 miljarder år sedan planetsystemets födelse blir det en stor andel av dagens Titanatmosfär. Rymdomgivningens påverkan spelar alltså en stor roll för klimatet på denna måne."

Artikel i Science:
"The Magnetic Memory of Titan's Ionized Atmosphere", C. Bertucci, N. Achilleos, M. Dougherty, R. Modolo, A. Coates, K. Szego, A. Masters, Y. Ma, F. Neubauer, P. Garnier, J.-E. Wahlund, D. Young, Science (Vol 321, Issue 5895, 12 september 2008).

För mer information om rymdsonden Cassini/Huygens kontakta:
Jan-Erik Wahlund, Institutet för rymdfysik (IRF), tel: 018-471 5946, vx: 018-471 5901, 018-471 5902, e-post: jwe@irfu.se

På Internet finns information bl.a. på följande webbplatser:
* http://www.space.irfu.se/cassini/
* http://www.esa.int/export/SPECIALS/Cassini-Huygens/index.html
* http://saturn.jpl.nasa.gov

Pressmeddelandet (med bilder): http://www.irf.se/link/pressmed_080911