New Horizons рассмотрел обратную сторону Плутона в лунном свете

Астрономы реконструировали изображение обращённого от Солнца южного полушария Плутона, используя в качестве источника подсветки солнечный свет, отражённый его спутником Хароном. Им удалось рассмотреть тёмную сторону Плутона и выделить на ней несколько крупных регионов с разным строением.

Видимая и обратная сторона Плутона. Снимки New Horizons 2015 г.

Космическая станция New Horizons была запущена в 2006 году с одной из задач — изучение Плутона и его спутников. Тогда ещё Плутон считался девятой планетой Солнечной системы (через несколько месяцев в том же году Международный астрономический союз перевёл его в ранг карликовых планет). В июле 2015 года корабль максимально приблизился к Плутону на расстояние 12,5 тыс. км от поверхности. Тогда удалось получить наиболее известные детальные снимки поверхности Плутона, а также его двух спутников — Харона и Гидры. Переданный аппаратом в 2015—2016 годах массив данных позволил значительно продвинуться в исследовании геологии и географии Плутона (о некоторых аспектах таких исследований можно прочитать подробнее в отдельных статьях на нашем сайте, например, этой и этой).

Область полярной ночи в южном полушарии Плутона в 2000—2100 гг.

Значимые результаты были получены только для полушария Плутона, освещённого в тот период Солнцем. Ночная сторона планеты попала в поле зрения камеры LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) только тогда, когда аппарат уже покидал Плутон после облёта и направлялся дальше — к другим объектам пояса Койпера. Для наблюдений было доступно почти всё ночное полушарие, но рассмотреть что-либо на фотографиях в деталях не удавалось. Во время визита New Horizons в южном полушарии Плутона уже наступила зима и участки южнее широты −39° находились в области полярной ночи. Период обращения Плутона составляет ≈240 лет, и смена сезонов происходит раз в 62 года. Как видно на схеме справа, снимки «Хаббла» начала 2000-х годов застали ещё «золотую осень», поэтому граница видимости на его размытых изображениях проходит южнее, примерно до широты −58°. Когда аппарат New Horizons добрался до Плутона, доступными для съёмки в высоком разрешении остались уже более северные области. В ближайшие 30 лет область освещённости на южной стороне планеты будет ещё меньше, поэтому «вытягивание» её изображений в подсветке от единственного источника освещения — его естественного спутника — останется важной задачей и для будущих полётов в этом столетии.

Читайте также  Найдено древнее дерево, годичные кольца которого могут рассказать о событии обращения магнитного поля Земли

Атмосфера и участки поверхности Плутона, которые удаётся рассмотреть на лимбе в контровом свете Солнца. NASA/JHUAPL/SwRI.

Необработанные снимки обратной стороны Плутона — это набор фотографий с сильной засветкой от кольца солнечного света, рассеянного в атмосфере планеты. На этих снимках в контровом свете виден только тёмный силуэт диска — рассмотреть что-либо на них на поверхности Плутона могло казаться проблематичным, особенно по сравнению с детальными снимками освещённой стороны. Некоторые структуры на поверхности можно рассмотреть на самом краю диска; также такой ракурс особо интересен для изучения атмосферы. Освещение южного полушария и тёмной стороны Плутона лимбом солнечного света (верхний правый квадрант) и отражённым светом спутника Харона (с правой стороны схемы; Харон находится над пересечением нулевого меридиана и экватора). Участок серого цвета до меридиана 270° в области полярной ночи теоретически можно реконструировать с такой подсветкой. Обращённая в сторону от Солнца сторона во время фотосессии «Новых Горизонтов» оказалась освещённой отражённым светом от спутника Плутона Харона. Этот поток света примерно такой же интенсивности, как освещение от Луны на Земле. Харон освещал и часть южного полушария, на котором была полярная ночь. Во время фотографирования обратной стороны Плутона Солнце находилось от него на угловом расстоянии всего 14 градусов и рассеянный солнечный свет был на три порядка ярче подсветки от Харона. Поэтому основным заданием и результатом работы было отделение потоков света от Солнца и «полезного сигнала», то есть света от Харона на «ночной» стороне. Статья, в которой представлена реконструкция ночной стороны планеты, вышла в октябре 2021 года в The Planetary Science Journal.

Харон обращается вокруг Плутона синхронно с обращением самого Плутона вокруг оси — так, что он находится всё время примерно над одной точкой поверхности Плутона на его экваторе. Таким образом, система находится в приливном захвате — так же, как Луна по отношению к Земле (только скорость вращения Земли, в отличие от Плутона, не привязана к орбите Луны). Эта особенность системы Плутон—Харон даёт удобную точку отсчёта координат долготы на Плутоне — соответствующий меридиан принимается за нулевой. Наиболее известная и исследованная «Новыми Горизонтами» «дневная» часть Плутона находится как раз на противоположной стороне планеты, в районе долготы 180°. На момент съёмки обратной стороны Плутона Харон находился в фазе первой четверти (на снимках — справа от диска планеты).

Читайте также  Автомобильный телевизор - обзор лучших моделей с цифровым тюнером или usb-входом

Восстановленное изображение обратной стороны Плутона в свете его спутника. T.R.Lauer et al Planet. Sci. J. 2 214 (2021).

Аппарат сделал 360 снимков обратной стороны Плутона с подсветкой от Харона. Каждый снимок выполнялся с короткой экспозицией 0,3—0,4 секунды, чтобы избежать пересвечивания изображения от Солнца. Кроме этого, было сделано также 360 снимков с аналогичного ракурса по отношению к Солнцу, но без Плутона — задачей было поймать отдельно поток рассеянного солнечного света. Такой приём позволил затем при обработке убрать поток солнечного света и оставить только освещение от Харона. Таким образом удалось получить реконструированное изображение примерно половины области «полярной ночи» южного полушария — с той стороны, с которой находился Харон. Другая половина, на которую не проникает ни свет Солнца, ни подсветка от «Луны», пока что остаётся недоступной для исследования.

Подсветка Харона помогла установить, что южный полярный регион Плутона намного менее яркий по сравнению с северным. Исследователи считают, что это — следы недавнего лета в этом полушарии: под воздействием Солнца азотный лёд сублимировался, оставив после себя атмосферную дымку. В южном полушарии лето закончилось примерно за пятнадцать лет до встречи с «Новыми Горизонтами». На восстановленном изображении неосвещённой стороны планеты также видна яркая область; такой участок с высоким альбедо может указывать на залежи азотного или метанового льда. Но пока что восстановленные изображения слишком размыты и позволяют выделить только крупномасштабные структуры на неосвещённой стороне. Один из предложенных проектов NASA — орбитальная станция Persephone, которая должна выполнять задачи, аналогичные аппарату New Horizons по детальному исследованию Плутона и его спутников (этот проект находится пока только на стадии первоначального рассмотрения). Поскольку ближайшие десятки лет единственным источником освещения в южном полушарии Плутона будет Харон, станция будет укомплектована чувствительной камерой для низкой освещённости, которая более эффективно сможет использовать «лунный свет» на Плутоне.

Читайте также  Коронавирус: пик заболеваемости?

Карты поверхности Плутона по данным разных инструментов: (a) — снимки «Хаббла», (b) съёмка «New Horizons» 2015 г., (c) — (d) — реконструированное изображение южного полушария от подсветки Хароном. T.R.Lauer et al Planet. Sci. J. 2 214 (2021).

Источник: 22century.ru

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Бизнес-идеи и бизнес-планы
Добавить комментарий