A Pluto sötét oldala

6105

A NASA New Horizons űrszondája által a Pluto sötét, éjszakai oldaláról készített felvételek bravúros elemzésével érdekes eredményeket értek el amerikai kutatók.

A NASA New Horizons űrszondája a Pluto melletti történelmi elrepülés után az égitest éjszakai oldaláról készített felvételeket. A szonda nagy felbontású LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) kamerájával készített felvételeket felhasználva Tod R. Lauer (National Optical Infrared Astronomical Laboratory, NOIRLab) a New Horizons kutatócsoporttal közösen láthatóvá tették a törpebolygó éjszakai oldalának felszínét ‒ már amennyire a mai módszerekkel a felvételekből ezt el lehetett érni. Az eljárás megértéséhez idézzük fel, hogyan keletkezik a Hold hamuszürke fénye.

A 2,6 napos Hold hamuszürke fényéről készült Ladányi Tamás szép asztrofotója 2009 áprilisában egy Zeiss 80/1200 mm-es refraktorral Canon EOS 450D DSLR fényképezőgéppel. A Földről visszavert napfénynek köszönhetően a felvételen jól látszanak a Hold felszíni alakzatai (Ladányi Tamás, Spaceweather fotó)

Újhold körüli napokban este vagy hajnalban feltűnő, hogy a Hold kiflinek látszó, a Nap által megvilágított vékony sarlója kiegészíthető a teljes holdkoronggá, aminek szürke vagy rozsdabarna színe van, és akár már szabad szemmel is, de különösen binokulárral vagy kisebb távcsővel kivehetők a Hold éjszakai oldalának felszíni alakzatai is. Ez a Hold hamuszürke fénye, ami a Földről visszavert napfény eredménye.

Fordított helyzet is előfordul: a Hold fénye is megvilágíthatja bolygónkat. Holdtöltekor az égi kísérőnk napsütötte oldaláról visszavert napfény megvilágítja a Föld éjszakai oldalát, és mint tapasztalatból tudjuk, ilyenkor a Hold erős fényénél szinte olvasni lehet, illetve az amatőrcsillagászok csak igen nehezen észlelhetik a halványabb égitesteket. Nem kell pontosan holdtöltének lenni ahhoz, hogy a Hold fénye megvilágítsa a Földet, már a telőben, illetve fogyóban lévő holdfázisok közötti időszakban is számottevő a Hold által visszavert, bolygónkra eső fény. Az alábbi ábra a Föld éjszakai oldalának holdfény által történő megvilágítását mutatja be.

A Föld és Hold Nap felé forduló oldalát, a nappali oldalukat a Nap fénye világítja meg. Holdtöltekor azonban a Föld éjszakai oldalát a Hold erős fénye is megvilágítja (D. Ch. Agrawal, 2014)

A világűrből holdtölte körül készült felvételeken jól látszik a Föld éjszakai oldalának Hold általi megvilágítottsága.

A holdtölte körüli erős holdfény megvilágítja a tenger és a szárazföld felszínét is. A földi mesterséges fények a településekre koncentrálódnak. A képen a Nemzetközi Űrállomás (ISS) egyes moduljai is látszanak (Thomas Pesquet francia ESA űrhajós, NASA/ISS, Dwayne Lawrence, Friends of NASA, 2017.05.12.)

Mi volt a helyzet a Pluto környezetében a New Horizons látogatásakor? Mint a Hold a Földet, úgy a Pluto éjszakai oldalát is megvilágítja a törpebolygó legnagyobb holdja, a Charon, amikor az a Nap fényének nagy részét a Pluto felé veri vissza. Ilyen kedvező geometriai helyzet volt akkor, amikor a New Horizons képfelvevői és színképfelvételeket készítő műszerei a Pluto megközelítése után annak éjszakai oldalát figyelhették meg.

A New Horizons szonda a Plutót fedélzeti időben 2015. július 14-én 11:49:58 UT-kor közelítette meg, majd a Charon holdját 12:03:58 UT-kor. A szonda 12:51:26 UT-kor a Pluto mögé került, közel a Nap‒Pluto-félegyeneshez, vagyis a szondáról nézve napfogyatkozás volt. A szonda pályáját világoskék színű vonal mutatja, a Pluto árnyékkúpja a Nappal ellentétes irányban húzódó sötétkék vonal (NASA/JHUAPL/SwRI New Horizons Mission)

Amikor a New Horizons a Pluto éjszakai oldaláról készített felvételeket ‒ amelyek alapján egyébként a törpebolygó vékony légkörén átszűrődő napfény elemzésével a Pluto légköri összetétele meghatározható ‒ a Charon a telő Holdéhoz hasonló fázisában volt a Plutoról nézve, és fényével annyira megvilágította a Pluto felszínét, hogy a felvételeken a felszín tulajdonságai kielemezhetővé váltak. Ugyanis a Charon csaknem a Holddal összemérhető fényességet adott a Pluto felszínén (“hamuszürke fény”), annak ellenére, hogy a Naptól közel 33 CSE-re volt akkor a Charon, a Pluto és az űrszonda. Sőt, a Pluto légköri gázainak különleges, irányfüggő fényszórása is hozzájárult a törpebolygó felszínének megvilágításához, vagyis a gázok által szórt napfény egy jelentős része a felszín felé irányult.

Tod Lauer és kutatótársai modellezték, hogy a Charon és a Pluto légkörének szórt fénye milyen fényeloszlást hoz létre a Pluto felszínén, és ennek figyelembe vételével a képfelvételekhez képest eltéréseket találtak, ami a Pluto felszínének sajátosságaira utal. A sötét oldalon felfedeztek olyan területet, amelynek a fényvisszaverő képessége a környező felszínhez képest nagyobb, vagyis világos a terület, ami N2 és CH4 gázok kifagyott, felszínre lerakódott jegeire utal. Továbbá a Pluto sötét oldalára eső déli pólusvidékén a törpebolygó északi sarkvidékéhez képest kisebb fényvisszaverő képességű, vagyis sötét területet mutattak ki, ami a Pluto déli féltekéjének nyári évszakban végbemenő N2-kigázosodására vagy a légköri ködpárában levő szemcsék lerakódására utal.

A Pluto különböző felszíni térképei: a HST-vel még a New Horizons küldetése előtt készített térkép (balra fent), a New Horizons által a Pluto meglátogatásakor készített közeli felvételekből készült térkép (balra lent), a Tod R. Lauer és kutatótársai által készített térkép, amely a Pluto sötét oldalának megismerhető részleteit mutatja (jobbra fent), illetve erre a térképre bejelölve a világos és sötét területek (jobbra lent) (Tod R. Lauer és munkatársai, 2021, NASA/JHUAPL/SwRI New Horizons Mission)

Összességében a New Horizons által a Pluto sötét, éjszakai oldaláról készített képfelvételekből a kutatók bravúros modellezési és képfeldolgozási módszerekkel tovább csökkentették a törpebolygó felderítetlen területeit. Mindezt segítette a Pluto nagy holdja, a Charon által visszavert napfény és a Pluto légköri gázai által szórt napfény is, de a kutatók naprendszerkutatási tapasztalataira és intuícióira is szükség volt.

A hír a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt témaköréhez kapcsolódik.

Források:

Kapcsolódó internetes oldalak:

Hozzászólás

hozzászólás