SWAN, tähtienvälisen vedyn näkijä

SWAN on yksi Aurinkoa ja aurinkokunnan reuna-alueita tutkivan SOHO-satelliitin mittalaitteista. Se on toiminut Maan ja Auringon välillä joulukuusta 1995 lähtien. SWANin mittauksilla tutkitaan Auringosta tulevan hiukkasvuon eli aurinkotuulen hitaita vaihteluita sekä tähtienvälisestä avaruudesta virtaavan kaasun ominaisuuksia.

SOHO on eurooppalais-yhdysvaltalaisena yhteistyönä rakennettu erityisesti Aurinkoa tarkkaileva satelliitti. Se laukaistiin vuonna 1995 Maan ja Auringon välissä sijaitsevaan Lagrangen L1-pisteeseen, jossa se kiertää Aurinkoa samassa tahdissa Maan kanssa. SOHO on tuottanut valtaisan määrän tietoa mm. Auringon rakenteesta sekä roihuista ja koronan massapurkauksista. SWANin lisäksi SOHOon on Suomessa valmistettu ERNE-hiukkasilmaisin Turun yliopistossa.

SWAN mittaa aurinkokunnan neutraaleista vetyatomeista heijastuvaa Auringon Lyman alfa -säteilyä (ultraviolettivaloa 121,6 nanometrin aallonpituudella). Tätä säteilyä sirottavat vetyatomit liikkuvat aurinkokunnan läpi noin 200 vuodessa. Niiden esiintymistiheys, nopeus ja tulosuunta voidaan päätellä mitatun säteilyn määrästä: siellä, missä atomeita on enemmän, on myös säteily voimakkaampaa. Fysiikan yhtälöiden ja tietokonelaskujen avulla näistä tiedoista voidaan päätellä, millainen vetykaasun tiheys ja atomien nopeudet ovat tähtienvälisessä avaruudessa.

Kun vetyatomit kulkevat läheltä Aurinkoa, ne saattavat ionisoitua törmätessään aurinkotuulen hiukkasiin. Tämän vuoksi alkuperäisten vetyatomien tiheys lähellä Aurinkoa pienenee ja heijastunut säteily vähenee vastaavasti. Tämän prosessin seurauksena säteilyn muutosten avulla voidaan tutkia myös Auringosta tulevan hiukkasvuon voimakkuutta.

SWAN havaitsee kaikkia kohteita, joissa on vetykaasua – siten myös komeettojen kaasukehiä. SWANin avulla onkin löydetty yksi uusi komeetta sekä arvioitu takavuosien kirkkaiden komeettojen, Hyakutaken ja Hale-Boppin kaasukehien ominaisuuksia.

SWAN on osa Ilmatieteen laitoksen ja Ranskan Service d'Aeronomien tieteellistä yhteistyötä. Instrumentin rakentamiseen osallistuivat Suomesta lisäksi mm. VTT ja Finnyards. SWANin nimi on lyhenne sanoista Solar Wind ANisotropies ja viittaa mittalaitteen päätutkimuskohteeseen, aurinkotuulen hiukkasvuon vaihteluihin. Samalla se on Suomen kansallislinnun, joutsenen, englanninkielinen nimi.

SWAN

SWAN-mittalaite ennen lähettämistä avaruuteen. Kuvassa katsojaan osoittavaan putkeen osuva säteily ohjataan peilein sisälle mittalaitteeseen. Kaikesta säteilystä mittalaite suodattaa mitattavaksi Lyman alfa -säteilyn.

Koko taivaan kartta SWANin kuvaamana.

Koko taivaan kartta SWANin kuvaamana Lyman alfa -aallonpituudella. Tasoprojektion "päiväntasaaja" on Maan ratataso. Kirkas vyöhyke on Linnunrata. Mustat läiskät ovat Auringon ja Maan kohdalla: niitä kohti mittalaite ei voi katsoa. Lisää kuvia: SWANin kuvagalleria SOHO-satelliitin verkkosivuilla.