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Interazione del Vento Solare con i Corpi del Sistema Solare progetto SERENA: Search for Exospheric refilling and Emitted Neutral Abundances.

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Presentazione sul tema: "Interazione del Vento Solare con i Corpi del Sistema Solare progetto SERENA: Search for Exospheric refilling and Emitted Neutral Abundances."— Transcript della presentazione:

1 Interazione del Vento Solare con i Corpi del Sistema Solare progetto SERENA: Search for Exospheric refilling and Emitted Neutral Abundances

2 Le interazioni avvengono attraverso Campo Magnetico Atmosfera Superficie Esosfera Il Sistema Solare è immerso nellatmosfera solare, che si espande formando il vento solare. Quindi ogni corpo al suo interno interagisce con questo vento.

3 Interazione vento solare - magnetosfera Deformazione Riconnessione dove il campo planetario è antiparallelo al campo interplanetario Penetrazione del plasma e circolazione nella magnetosfera => formazione di correnti Il plasma che raggiunge le zone più interne può interagire con lesosfera, latmosfera o la superficie

4 Exosphere Planet/atmosphere Processi che interessano linterazione : 1) Charge-exchange Processo di perdita e di arricchimento Solar wind Charge-exchange ENA

5 Processi che interessano linterazione: 2) Ion sputtering/implanting Processo di perdita e di arricchimento Solar wind Atmosphere/Surface Ion Sputtering Directional neutral

6 Atmosphere Planet Processi che interessano linterazione: 3) Pick-up ions Processo di perdita Solar wind Pick-up ion

7 Nel Sistema Solare ci sono corpi con diverse caratteristiche che interagiscono in modo diverso: Terra e Giove -> campo magnetico ed atmosfera Mercurio -> campo magnetico e superficie Venere e Marte -> atmosfera Luna, comete-> superficie

8 Pianeta più vicino al Sole Lenta rotazione e orbita molto eccentrica Debole campo magnetico dipolare Presenza di un esosfera in assenza di atmosfera Forti asimmetrie giorno-notte per temperatura, composizione esosferica e configurazione del campo magnetico Mercurio BepiColombo (2013)

9 Studi e simulazioni dellambiente di Mercurio In collaborazione con lUniversità di Berna (Svizzera) e lUniversità di Graz (AU) si è studiata la penetrazione nella parte giorno del vento solare tramite la regione delle cuspidi e linterazione di questo con la superficie planetaria tramite ion- sputtering [Massetti et al., Icarus, 2003]

10 Studi e simulazioni dellambiente di Mercurio In collaborazione con il CNRS (F) si è simulata la circolazione del vento solare penetrato dalla zona giorno e la produzione di neutri per scambio di carica o per ion sputtering dalla superficie [Mura et al.,submitted to Icarus]

11 Studi e simulazioni dellambiente di Mercurio In collaborazione con il CNRS (F) si è simulata la circolazione degli atomi pesanti generati per ion sputtering e successiva fotoionizzazione. Quindi si è stimata la produzione di neutri per ion sputtering di seconda generazione [Delcourt et al., Ann. Geophys., 2003].

12 Studi e simulazioni dellambiente di Mercurio In un quadro di collaborazioni internazionali (es.: SWRI e APL (USA), CESR e CNRS (Francia), Università di Berna (Svizzera), Università di Graz (Austria), FMI (Finlandia), IRF (Svezia),…) si sta preparando un lavoro di review sullesosfera di Mercurio e la sua interazione con la magnetosfera e con la superficie planetaria per la rivista Space Science Reviews.

13 Pianeta di tipo terrestre interno Lenta rotazione retrograda Assenza di campo magnetico Atmosfera densa Alte temperature al suolo Venere Venus Express (2005)

14 E stata avviata una collaborazione con lUniversità di Graz (AU) che prevede uno scambio di studenti PHD per studiare lesosfera di Venere e per implementare un programma che simula la generazione dellesosfera planetaria, già utilizzato per Mercurio. Studi e simulazioni dellambiente di Venere

15 Mars Express (arrivo Dicembre 2003) Pianeta di tipo terrestre Assenza di campo magnetico dipolare ma presenza di campi magnetici superficiali Atmosfera Marte

16 Panel A): Pseudo-color map of the ENA differential flux, function of the elevation and azimuth angle, if only Mars exosphere was present. The dashed line represents Mars obstacle boundary. Panel B): Same as A), if only Phobos torus-halo was present. Panel C): Overall ENA image resulting from the superposition of A) and B). The flux is integrated over all energy from 1 eV to 2 keV. The spheres in the box show an equatorial view of the relative positions of Mars (red), Phobos (blue), and the vantage point (gray); the sun is up. In collaborazione con lFMI (Finlandia) si sono effettuate simulazioni del segnale di neutri energetici generati per scambio di carica per valutare loutgassing rate del satellite Phobos, [Mura et al., JGR, 2003].

17 Primo pianeta gassoso dalla grande massa Forte rotazione Forte campo magnetico dipolare (20000 volte quello terrestre) Atmosfera densa Giove Jupiter Polar Orbiter (2009)

18 Le ultime missioni verso Giove (Galileo, Cassini, …) hanno evidenziato emissione nel visibile, nellIR, nellultravioletto e nei raggi X dalle regioni polari simili alle Aurorae terrestri. Lemissione aurorale sembra essere correlata anche a materiale emesso da Io che ionizzato spiraleggia lungo le linee del campo magnetico e precipita sullatmosfera Gioviana. Cassini, per la prima volta, ha osservato emissione di particelle neutre ad alta energia generate per scambio di carica provenienti sia dalle regioni polari sia dalle zone equatoriali intorno allorbita di Io.

19 Concludendo Perché lo studio dellinterazione col vento solare è importante ? Per la Terra questo è fondamentale per le attività umane e tecnologiche. Per gli altri pianeti linterazione con il vento solare ha spesso giocato un ruolo primario nellevoluzione. Un confronto con situazioni diverse può aiutarci a capire la storia passata o il futuro del nostro pianeta.

20 Grazie per lattenzione


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