¿Dónde leer sobre los primeros trabajos en la detección de impactos de polvo en naves espaciales de observación solar?

He leído en una nota al margen incluida en esta buena respuesta que:

Nota al margen divertida: El instrumento FIELDS está planeando buscar polvo al detectar los pulsos de campo eléctrico que resultan de las nubes de plasma producidas por la partícula que impacta. Esto se ha hecho antes con misiones como Wind y STEREO (y algunas otras) y fue descubierto por accidente.

en Wikipedia veo dieciocho descubrimientos de WIND pero no ese en particular, y mientras que la nave espacial STEREO tenía un conjunto de instrumentos llamado " IMPACTO ", el artículo de Wikipedia no menciona la detección de impactos de polvo.

Pregunta: ¿Cómo fue que estas nubes de plasma se notaron por primera vez y finalmente se atribuyeron a impactos de polvo?

Nota: hay varios buenos artículos sobre el fenómeno de detección citados en esta gran respuesta , pero me pregunto si hubo un "oye, ¿qué diablos son estos pulsos extraños? ¡Oh, eso es lo que son!" historia que puedo leer, o aprender de otra manera. Puede que no sea tan emocionante como el descubrimiento del primer púlsar , pero aun así me gustaría aprender más. He encontrado esta discusión hasta ahora, pero todavía es un poco escasa en el aspecto de "descubrimiento".

Respuestas (1)

en Wikipedia veo dieciocho descubrimientos de WIND pero no ese en particular...

Sí, no he tenido la oportunidad de actualizar la lista de descubrimientos de Wind durante bastante tiempo, pero planeo hacerlo pronto.

...mientras que la nave espacial STEREO tenía un grupo de instrumentos llamado "IMPACT", el artículo de Wikipedia no menciona la detección de impactos de polvo...

El instrumento IMPACT es parte de un conjunto de instrumentos en STEREO pero no tiene nada que ver con las partículas de polvo. El descubrimiento de las detecciones de polvo por parte de STEREO provino del instrumento WAVES , específicamente del receptor del muestreador en el dominio del tiempo (TDS) . El TDS en STEREO produce 16.384 mediciones de campo eléctrico vectorial de tres componentes como una instantánea de serie temporal centrada en la amplitud máxima de la señal.

¿Cómo fue que estas nubes de plasma se notaron por primera vez y finalmente se atribuyeron a impactos de polvo?

El siguiente es un extracto de Kellogg et al. [2016] :

Al principio atribuido a la interferencia, Michael Kaiser y Keith Goetz (reuniones del equipo STEREO no publicadas) comenzaron a explorar la idea de que las señales STEREO se debían a impactos de polvo, similares a los investigados en Saturno [ Gurnett et al. , 1983 ; Aubier et al. , 1983 ; Meyer-Vernet et al. , 2009a]. Esta idea fue seguida, especialmente por Meyer-Vernet et al. en varios artículos [2009a, 2009b]. Luego, los datos de STEREO fueron analizados exhaustivamente por Zaslavsky et al. [2012] y por Belheouane et al. [2012]. Se han observado desechos simultáneos con señales en antenas con los generadores de imágenes ópticas en STEREO [ St. Cyr et al., 2009]. La interpretación de estas formas de onda parece estar ahora establecida.

Que yo sepa, las primeras observaciones de campos eléctricos se realizaron en 1981, pero no se interpretaron correctamente hasta los artículos de 1983 de Gurnett et al. y Aubier et al.

Se han observado impactos de polvo mediante sondas de campo eléctrico en (sin ningún orden en particular) Cassini [p. ej., Kurth et al. , 2006], Wind [eg, Malaspina et al. , 2014; Kellogg et al. , 2016], STEREO [p. ej., Meyer-Vernet et al. , 2009], Voyager [p. ej., Gurnett et al. , 1983; Aubier et al. , 1983], Vega [por ejemplo, Laakso et al. , 1989], Deep Space 1 [por ejemplo, Tsurutani et al. , 2004] y MAVEN [p. ej., Andersson et al. , 2015] nave espacial.

La nave espacial Ulysses tiene un instrumento de detección de polvo dedicado. Fue este instrumento el que descubrió el polvo interestelar (ISD) [ Grun et al. , 1993; Mann , 2010 ; Mann et al. , 2010 ].

... pero me pregunto si hubo un "oye, ¿qué diablos son estos pulsos extraños? ¡Oh, eso es lo que son!" historia que puedo leer, o aprender sobre...

La introducción de Kellogg et al. [2016] y los dos artículos Voyager de Gurnett et al. [1983] y Aubier et al. [1983] tienen algunos comentarios interesantes sobre los pensamientos originales con respecto a estas señales.

Había buenas razones para pensar que las señales del campo eléctrico eran artificiales. A continuación muestro cuatro ejemplos característicos de impactos de polvo (es decir, Tipos AD) observados por el receptor WAVES TDS de la nave espacial Wind :

y dos ejemplos característicos de señales de interferencia de instrumentos (es decir, tipos E y F):

Puede ver que hay varias similitudes entre las señales de impacto de polvo y las respuestas de los instrumentos artificiales, razón por la cual algunas de las observaciones originales (p. ej., las realizadas en 1981) se interpretaron como interferencia de instrumentos.

A continuación, he enumerado varias referencias relevantes, pero tenga en cuenta que esta lista ciertamente no es exhaustiva y que hay docenas más. Un buen lugar para comenzar sería buscar en las listas de referencias de Kellogg et al. [2016], Malaspina et al. [2014], y los dos artículos de 2010 de I. Mann.

Referencias

  • Anderson, L., et al. "Observaciones de polvo en altitudes orbitales que rodean a Marte", Science 350 , págs. 0398, doi: 10.1126/science.aad0398, 2015.
  • Aubier, MG, N. Meyer-Vernet y BM Pedersen "Ruido de disparo de impactos de granos y partículas en el plano de los anillos de Saturno", Geophys. Res. Letón. 10 , págs. 5-8, doi:10.1029/GL010i001p00005, 1983.
  • Gramo tu ¨ n, E., et al. "Descubrimiento de corrientes de polvo joviano y granos interestelares por la nave espacial ULYSSES", Nature 362 , pp. 428-430, doi: 10.1038/362428a0, 1993.
  • Gurnett, DA, E. Grun, D. Gallagher, WS Kurth y FL Scarf "Partículas del tamaño de una micra detectadas cerca de Saturno por el instrumento de ondas de plasma Voyager", Icarus 53 , pp. 236-254, doi: 10.1016/0019-1035 (83)90145-8, 1983.
  • Kellogg, PJ, K. Goetz y SJ Monson "Señales de impacto de polvo en la nave espacial Wind", J. Geophys. Res. 121 (2), págs. 966-991, doi:10.1002/2015JA021124, 2016.
  • Kurth, WS, TF Averkamp, ​​DA Gurnett y Z. Wang "Observaciones de polvo del Cassini RPWS en el anillo E de Saturno", Planet. ciencia espacial 54 , págs. 988-998, doi:10.1016/j.pss.2006.05.011, 2006.
  • Laakso, H., R. Grard, A. Pedersen y G. Schwehm "Impactos de partículas de polvo grandes en la nave espacial VEGA", Adv. Resolución de espacio 9 , págs. 269-272, doi:10.1016/0273-1177(89)90273-1, 1989.
  • Malaspina, DM, et al., "Polvo interplanetario e interestelar observado por el instrumento de campo eléctrico Wind/WAVES", Geophys. Res. Letón. 41 , págs. 266-272, doi:10.1002/2013GL058786, 2014.
  • Mann, I., et al. "Polvo en el medio interplanetario", Plasma Phys. Control. Fusion 52 , págs. 124012, doi:10.1088/0741-3335/52/12/124012, 2010.
  • Mann, I. "Polvo interestelar en el sistema solar", Revisión anual de astronomía y astrofísica 48 , págs. 173-203, doi: 10.1146/annurev-astro-081309-130846, 2010.
  • Meyer-Vernet, N., et al. "Detección de polvo por el instrumento Wave en STEREO: ¿Nanopartículas captadas por el viento solar?", Sol. física 256 , págs. 463-474, doi:10.1007/s11207-009-9349-2, 2009.
  • Scarf, FL, DA Gurnett, WS Kurth y RL Poynter "Mediciones de ondas de plasma de la Voyager en Saturno", J. Geophys. Res. 88 , págs. 8971-8984, doi:10.1029/JA088iA11p08971, 1983.
  • Tsurutani, BT, et al. "Nubes de plasma asociadas con los impactos de polvo del cometa P/Borrelly", Icarus 167 , pp. 89-99, doi:10.1016/j.icarus.2003.08.021, 2004.
¡Santa granola! Gracias por todo este trabajo y una respuesta completa. Las tramas son realmente apreciadas: puedo imaginar que la "taxonomía" original de la forma del pulso debe haber sido un rompecabezas. ¡Esto es fascinante!