Sofia Bergmans arbete ger forskarna unika möjligheter att studera joner med låg energi
Sofia Bergman, Institutet för rymdfysik och Umeå universitet, disputerar den 26 november på en doktorsavhandling om de svårmätta lågenergi-jonerna runt kometen 67P/Tjurjumov-Gerasimenko. Joner med låg energier påverkas väldigt mycket av rymdfarkosten som observerar dem vilket gör det enormt svårt att bestämma deras ursprungliga egenskaper. Sofia har utvecklat helt nya metoder för att göra det. Hennes arbete ger forskarna unika möjligheter att studera dessa joner, inte bara kring kometer utan på många andra platser i vårt solsystem.
I plasmaomgivningen runt en komet finns det mängder av joner med låga energier. Att känna till egenskaperna hos dessa joner är viktigt för att förstå de processer som sker runt kometen. Men då lågenergi-joner är svåra att mäta har Sofia Bergman har i sin avhandling utvecklat en ny metod för att analysera mätningar av dessa runt kometen 67P/Tjurjumov-Gerasimenko. Med hjälp av denna metod har jonernas egenskaper kunnat studeras på ett sätt som tidigare inte varit möjligt.
”En rymdfarkost interagerar med sin omgivning på olika sätt, vilket leder till att ytan på farkosten laddas upp till en elektrisk potential. Uppladdningen är problematisk när vi vill göra mätningar på lågenergi-joner, eftersom jonerna påverkas av farkosten innan de detekteras vilket resulterar i att både jonernas energi och rörelseriktning förändras. Vi vill veta vilka egenskaper jonerna har när vi inte är där och påverkar dem med farkosten, vilket nu är möjligt med hjälp av metoden som jag utvecklat i min avhandling”, förklarar Sofia Bergman.
I studierna har data från IRFs jonmasspektrometer ICA (Ion Composition Analyzer) på rymdfarkosten Rosetta använts. ICA kan mäta energin och rörelseriktningen på joner med väldigt låga energier, men på grund av farkostpotentialens påverkan har ICAs lågenergi-data tidigare varit svårtolkat.
”Det finns modeller för hur lågenergi-jonerna flödar runt en komet. Vi har nu för första gången kunnat titta på vad data från komet 67P/Tjurjumov-Gerasimenko faktiskt säger om dessa flödesriktningar”, säger Sofia Bergman. ”Resultaten överraskade oss. Vi ser en stor andel joner som flödar inåt mot kometkärnan, istället för utåt från kärnan som vi förväntat oss.”
Kometer är intressanta för att förstå hur solvinden växelverkar med olika kroppar i solsystemet. På grund av kometernas elliptiska omloppsbanor så förändras kometens omgivning drastiskt under dess färd runt solen, vilket innebär att vi kan studera hur en himlakropps magnetosfär föds och dör. Lågenergi-joner är viktiga i denna växelverkan, inte bara vid kometer.
”Förhoppningsvis kan metoden som jag utvecklat i min avhandling i framtiden användas för att studera lågenergi-joner också vid andra himlakroppar, något som tidigare gjorts i väldigt begränsad omfattning på grund av svårigheten att tolka mätningarna”, säger Sofia Bergman.
Sofia Bergman, som är född och uppvuxen i Borlänge, försvarar avhandlingen ”Low-Energy Ions Around Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko” i Ljusårssalen på IRF i Kiruna fredagen den 26 november klockan 09:00. Opponent är professor Stein Håland från Max-Planck Institute for Solar System Research, Göttingen, Tyskland och Birkeland Centre for Space Science, University of Bergen, Norge samt the University Centre in Svalbard, Longyearbyen, Norge.
Mer information:
IRF: http://www.irf.se
Avhandlingen: http://urn.kb.se/resolve?urn=u…
Kontakt:
Sofia Bergman, doktorand, Institutet för rymdfysik och Umeå universitet
sofiab@irf.se
