Menia sa podivné svetlé škvrny Ceres? Čo ukazujú pozemné teleskopy

Umelec

Umelecká ilustrácia Ceres na základe mapovania a pozorovaní z kozmickej lode NASA Dawn, ktorá v súčasnosti obieha okolo trpasličej planéty v páse asteroidov. (Obrazový kredit: SO/L.Calçada/NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Steve Albers/N. Risinger ( skysurvey.org )))



V roku 2015 vesmírna sonda Dawn z NASA poslala späť prvé obrázky, ktoré priamo odhalili prítomnosť záhadných, jasných škvŕn na povrchu Ceres, najväčšieho objektu v páse asteroidov medzi Marsom a Jupiterom. Vedci aj široká verejnosť boli fascinovaní týmito planetoidnými pihami.



Skupina vedcov teraz používa teleskop na báze Zeme na štúdium škvŕn na Cerese a ďalších variácií na povrchu planéty trpaslíkov. Ich výsledky zrejme podporujú myšlienku, že slnečné svetlo môže v kráteri Occator (kde sa nachádzajú škvrny) pravidelne premieňať ľad na paru.

Zistenia však tiež ukazujú, že rýchlosť zmeny z ľadu na paru môže byť nepravidelná a nezhoduje sa dokonale s Ceresovým cyklom deň-noc. Tieto rané zistenia tiež naznačujú, že podobné pozorovania by bolo možné použiť na štúdium trpasličej planéty, keď sonda Dawn dokončí svoju misiu. [ Video: Priblížte podivné svetlé škvrny Ceres ]



Detailný pohľad na podivné svetlé miesto v kráteri Occator na trpasličej planéte Ceres, ako ho vidí NASA

Detailný pohľad na podivné svetlé miesto v kráteri Occator na trpasličej planéte Ceres, ako ho vidí kozmická loď NASA Dawn. Pozorovania z pozemných teleskopov naznačujú, že škvrny podliehajú každodenným zmenám.(Obrazový kredit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)

Štúdium Ceres zo Zeme

Vesmírna sonda Dawn získava ľudstvo



Vesmírna sonda Dawn ponúka ľudstvu zatiaľ najlepší pohľad na drobného preživšieho z prvých dní slnečnej sústavy. V tejto infografike sa pozrite, čo vieme o trpasličej planéte Ceres.(Obrazový kredit: Karl Tate, infografický umelec)

Hubblov vesmírny teleskop študoval Ceres dlho predtým, ako tam dorazila sonda Dawn v marci 2015. Ceres je však taký malý, slabý a vzdialený, že ani Hubble nedokázal poskytnúť veľmi detailné snímky skalnatej krajiny. Hubbleov teleskop zistil odchýlky na povrchu, kde sa ukázali svetlé škvrny, ale iba Dawn dokázal poskytnúť tieto nádherné snímky a odhalil, že svetlé škvrny sú s najväčšou pravdepodobnosťou vyrobené z hydratovaných síranov horečnatých (na Zemi známych ako soľ Epsom).

Ceres je príliš ďaleko na to, aby to pozemský teleskop videl tak, ako to robí Dawn. Vedci však dokážu tieto druhy prekážok obísť a zbierať informácie nepriamo.



Príklad: Nový výskum ukazuje, že pomocou pozemského teleskopu na štúdium slnečného svetla, ktoré sa odráža od povrchu Ceres, a porovnaním s rýchlosťou rotácie trpasličej planéty je možné zhromaždiť informácie o povrchových vlastnostiach na Ceres.

Môže to znieť trochu zamotane, ale tento prístup sa opiera o veľmi základný princíp fyziky tzv Dopplerov posun, čo ukazuje, že keď sa vlna pohybuje smerom k pozorovateľovi, dochádza k jej stlačeniu, čo jej dáva mierne vyššiu frekvenciu. Keď sa vlna vzdiali od pozorovateľa, roztiahne sa, čím získa nižšiu frekvenciu. Preto keď smeruje sanitka k vám, zdá sa, že jej siréna má vyšší tón, a keď smeruje siréna od vás, jej tón znie nižšie.

Keď sa Ceres otáča okolo svojej osi, jedna jeho strana sa otáča smerom k Zemi, zatiaľ čo druhá sa otáča preč. Výsledkom je, že slnečné svetlo odrážajúce sa od jeho povrchu zažije dopplerovský posun - na jednej strane sa vlny natiahnu a na druhej strane sa stlačia.

Miera stlačenia alebo roztiahnutia svetla závisí od toho, ako rýchlo sa Ceres otáča (rovnako ako rýchlosť sanitky určí, o koľko vyššia alebo nižšia je výška sirény), čo znamená, že meranie dopplerovského posunu môže odhaliť Ceresov rýchlosť rotácie.

Má to však háčik: mierne posuny vo frekvencii odrazeného slnečného svetla môžu byť tiež spôsobené zmenami na povrchu Ceres. Skupina vedcov si veľmi starostlivou prácou myslí, že prvýkrát dokázali, že túto techniku ​​je možné použiť na štúdium denných zmien na povrchu Ceres dlho po tom, čo Dawn odíde do dôchodku.

Zmeny na povrchu Ceres

Nová práca bola vykonaná pomocou nástroja HARPS v Európske južné observatórium (ESO) Observatórium La Silla v Čile. Vedci tvrdia, že úspešne dokázali, že táto technika dokáže presne zmerať dopplerovské posuny vo svetle odrážajúcom sa od povrchu Ceres a od jeho jasných miest. Použitím predchádzajúcich meraní rýchlosti Ceres (inými metódami) tím ukázal, že zachytáva zmeny v tom, ako sa slnečné svetlo odráža od povrchu - čo znamená, že sa pravdepodobne niečo na povrchu Ceres mení.

'Výsledok bol prekvapením,' uviedol vo vyhlásení ESO Antonino Lanza, spoluautor novej štúdie a spolupracovník astronóma z Catania Astrophysical Observatory z Talianskeho národného inštitútu pre astrofyziku. 'Našli sme očakávané zmeny spektra od rotácie Ceres, ale so značnými ďalšími variáciami z noci na noc.'

Približne v tom istom čase, keď Lanza a kolegovia pripravovali svoju prácu na publikáciu, ďalšia skupina publikovala prácu založenú na údajoch zhromaždených spoločnosťou Dawn, ktorá ukazuje, že ľadové materiály v lesklých jasných bodoch alebo v ich blízkosti sa pravdepodobne menia priamo na paru, pretože sú ohrievané slnečným žiarením. , a potom sa ochladzujú späť na ľad, keď škvrny smerujú preč od slnka. Vo všeobecnosti by para odrážala slnečné svetlo inak ako čistý ľad a ďalšie odchýlky vo fázach povrchových materiálov by mohli viesť aj k zmenám odrazeného jasu. Lanza a kolegovia preto dospeli k záveru, že je možné, že zistenia uvedené v novom článku sú spojené s týmito oddelenými pozorovaniami vykonanými pomocou údajov z Dawn.

Autori príspevku však upozorňujú, že ide o interpretáciu ich zistení, a nie o konkrétny záver. Paolo Molaro, hlavný autor novej štúdie a výskumný pracovník astronomického observatória INAF Trieste, v rozhovore pre demokratija.eu v e -maile uviedol, že v tejto chvíli môžu len potvrdiť, že zistili zmeny v odrazivosti povrchu Ceres. Zatiaľ nevedia s istotou povedať, čo to spôsobuje. A vedci potrebujú ďalšie pozorovania Dawn, aby zistili, či sa tieto cykly pary/ľadu skutočne odohrávajú v blízkosti jasných miest.

'Obrázky Dawn sú oveľa informatívnejšie a je na nich, aby preskúmali povahu [týchto] záhadných miest,' napísal Molaro. 'Ale & hellip; naša technika je nová a nikdy sme sa o to nepokúsili, pretože vyžaduje veľmi presné merania. Naša technika bude veľmi užitočná, keď sa vesmírna misia skončí. '

Je tiež dôležité poznamenať, že nové zistenie nevykazuje pravidelnú zmenu odrazivosti pri každom úplnom otočení Ceres. Výsledky naznačujú, že zmrazenie a rozmrazenie môže trvať viac ako jeden cyklus deň-noc a že variabilita odrazivosti sa môže meniť v priebehu dní alebo dokonca mesiacov.

Nová práca ukazuje, že pozemný teleskop by potenciálne mohol „monitorovať dennú aktivitu v Ceres, ktorá môže pokračovať aj mimo misiu [Dawn]“, uviedli vedci v novom dokumente. Aj keď pozemný teleskop nemôže poskytnúť tieto fotografie, ktoré by mohli spadnúť z čeľuste, môže v budúcnosti slúžiť ako cenný nástroj na štúdium Ceres.

Sledujte Calla Cofield @callacofield .Nasleduj nás @Spacedotcom , Facebook a Google+ . Pôvodný článok na demokratija.eu .