04 декември 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Juno отиде до Юпитер и опроверга идеите за произхода на зодиакалната светлина (видео)

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 17 март 2021 в 09:09 34900

Данни, изпратени от космическия кораб на НАСА, който в момента обикаля около Юпитер, показват, че зодиакалната светлина вероятно е причинена от изхвърлените от Марс прахови частици в междупланетното пространство.

Зодиакалната светлина представлява слабото триъгълно бяло сияние в нощното небе непосредствено след залез слънце или преди изгрев слънце, което сякаш се излъчва от Слънцето по еклиптиката.

Учените отдавна предполагат, че зодиакалната светлина се създава от прахови частици от комети и астероиди - китаристът на Queen и астроном Брайън Мей написа научна статия за нея през 1974 г. и тук може да се запознаете с нея.

Но сега изглежда, че може да е погрешно и че зодиакалната светлина има различен произход.

Екип изследователи, ръководен от професора в Датския технически университет Джон Лейф Йоргенсен (John Leif Jørgensen), изследва данните, събрани от космическия кораб Juno, който в момента е на орбита около Юпитер, и показва, че прахът на Марс причинява зодиакалната светлина.

Как орбитален апарат близо до Юпитер може да открие, че видимата от Земята светлина се причинява от марсиански прах?

Да, въпреки че това са данни, събрани сондата Juno на път към Юпитер.

Космическият апарат на НАСА Juno стартира през август 2011 г. и стига до Юпитер на 4 юли 2016 г. По време на това пътуване Juno е правил снимки на всяка четвърт от секундата с четири „звездни тракера“, за да определи ориентацията си в пространството като разпознава звездите в изображенията - инженерна задача от съществено значение за точността на магнитометъра на апарата.

Йоргенсен се е надявал, че проектираните от него тракери могат да забележат неоткрит астероид. Затова е програмирал една от камерите да съобщава за обекти, които се появяват в няколко последователни изображения, но не са в каталога на известните небесни обекти.

Изследователят не е очаквал да се намерят много такива обекти - почти всички обекти в небето са отчетени в звездния каталог. Така че, когато камерата започва да излъчва хиляди изображения на неидентифицирани обекти - ивици, които се появяват и след това изчезват загадъчно, Йоргенсен и колегите му са объркани.

„Гледахме изображенията и се питахме: „Какво може да бъде това?“, разказва Йоргенсен.

Тези изображения с малки ивици не са звезди или астероиди. Оказа се, че са причинени от малки прахови частици, които се сблъскват с Juno със скорост 16 000 км/ч., откъсвайки от апарата парченца по-малки от милиметър от обширните слънчеви панели на Juno. Те се оказват най-големият и най-чувствителният непредвиден детектор на прах, построен някога.

„Всяко парченце отломки, което проследихме, описва въздействието на междупланетна частица прах, което ни позволява да съставим разпределение на праха по пътя на Juno“, обяснява Джак Конърни (Jack Connerney), ръководител на изследването с магнитометъра на Juno и заместник-главен изследовател на мисията в Центъра за космически полети Goddard на НАСА.

Сондата Juno стартира през 2011 г. След маневра в астероидния пояс през 2012 г., се връща във вътрешната Слънчева система и благодарение на земната гравитация през 2013 г. космическият кораб е изстрелян към Юпитер.

Тази визуализация показва космическия кораб Juno на НАСА по петгодишния му път до Юпитер, започвайки с изстрелването му от космическия център Кенеди във Флорида през 2011 г. Кредит: NASA’s Goddard Space Flight Center; flight path animation courtesy of NASA/JPL-Caltech/SwRI

Конърни и Йоргенсен забелязват, че по-голямата част от праховите въздействия са регистрирани между Земята и астероидния пояс, като пропуските в разпределението са свързани с влиянието на гравитацията на Юпитер. Според учените това е радикално откритие. Преди това не е измервано разпределението на тези прахови частици в космоса. Досега специализираните детектори за прах имат ограничени площи за събиране и по този начин ограничена чувствителност към рядко разпределение на праха. За сравнение, обширните слънчеви панели на Juno имат 1000 пъти повече площ за събиране от повечето детектори за прах.

Учените от Юнона установяват, че праховият облак завършва при Земята, защото земната гравитация изсмуква всичкия прах, доближаващ се до нея.

„Това е прахът, който виждаме като зодиакална светлина“, отбелязва Йоргенсен.

Що се отнася до другия край на праховия облак, на около 2 астрономически единици (AU) от Слънцето (1 AU е разстоянието между Земята и Слънцето), той завършва точно след Марс. На това място според учените влиянието на гравитацията на Юпитер действа като бариера, предотвратявайки преминаването на прахови частици от вътрешната Слънчева система в дълбокия космос. Същият този феномен, известен като орбитален резонанс, блокира и праха, идващ от дълбокия космос, да премине във вътрешната Слънчева система.

Влиянието на гравитационната бариера показва, че праховите частици са в почти кръгова орбита около Слънцето, обяснява Йоргенсен.

„И единственият обект, който познаваме в почти кръгова орбита около 2 AU, е Марс, така че естествено се стига до мисълта, че Марс е източникът на този прах“, уточнява Йоргенсен.

Екипът учени твърди, че Марс може да е отговорен за междупланетния прах, предизвикващ зодиакалната светлина, бледа светлинна колона, простираща се нагоре от хоризонта. Инструмент на борда на космическия кораб Juno случайно открива прахови частици, блъскащи се в космическия кораб по време на пътуването му от Земята до Юпитер. Тези сблъсъци предоставят важни улики за произхода и орбиталната еволюция на праха. Кредит: NASA’s Goddard Space Flight Cente

„Разпределението на праха, което измерихме по-добре, трябва да бъде в съответствие с вариациите на наблюдаваната зодиакална светлина“, обяснява Конърни.

Изследователите разработват компютърен модел, за да предскажат светлината, отразена от облака прах, разпръсната от гравитационното взаимодействие с Юпитер, което разпръсква праха в по-дебел диск. Разсейването зависи само от две стойности: наклона на праха към еклиптиката и неговата орбитална ексцентричност. Когато изследователите включват елементи на орбитата на Марс, разпределението точно предсказва вариацията на зодиакалната светлина близо до еклиптиката.

„Това според мен е потвърждение, че знаем точно как се разпределят тези частици на орбита в нашата Слънчева система", разказва Конърни, „и откъде произхождат“.

Въпреки че сега има добри доказателства, че Марс, най-прашната планета, която познаваме, е източникът на зодиакалната светлина, Йоргенсен и колегите му все още не могат да обяснят как прахът се е изплъзнал от хватката на марсианската гравитация. Това трябва да направят други изследвания.

Междувременно изследователите отбелязват, че намирането на истинското разпределение и плътност на праховите частици в Слънчевата система ще помогне на инженерите да проектират материали за космически кораби, които могат по-добре да издържат на въздействието на праховите частици. Познаването на точното разпределение на праха може също да насочи проектирането на траекториите на полета за бъдещите космически кораби, за да се избегне най-високата концентрация на частици. Дребни частици, пътуващи с толкова висока скорост, могат да издълбаят до 1000 пъти масата си от космически кораб.

Слънчевите решетки на Juno избегнаха повредата, тъй като соларните клетки са добре защитени срещу въздействието.

Справка: Distribution of Interplanetary Dust Detected by the Juno Spacecraft and Its Contribution to the Zodiacal Light
J. L. Jorgensen M. Benn J. E. P. Connerney T. Denver P. S. Jorgensen A. C. Andersen S. J. Bolton
First published: 11 November 2020 https://doi.org/10.1029/2020JE006509

Източник: Serendipitous Juno Detections Shatter Ideas About Origin of Zodiacal Light, НАСА


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Какво е социална екология?
03 декември 2021 в 12:45
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.