stringtranslate.com

Зодиакальный свет

Две ложные зари, [1] противосветовая (в центре) и остальная часть зодиакальной полосы света и зодиака, отмеченная (визуально пересеченная Млечным Путем ), на этом составном изображении ночного неба над северным и южным полушарием

Зодиакальный свет (также называемый ложным рассветом [2] [3] [4] [5] , когда он виден перед восходом Солнца ) — это слабое свечение рассеянного солнечного света, рассеянного межпланетной пылью . Более яркий вокруг Солнца , он появляется в особенно темном ночном небе , простираясь от направления Солнца в примерно треугольной форме вдоль зодиака , и появляется с меньшей интенсивностью и видимостью вдоль всей эклиптики как зодиакальная полоса . [6] Зодиакальный свет охватывает все небо и вносит вклад [7] в естественный свет ясного и безлунного ночного неба. Связанное с этим явление — противосияние (или контрсвечение ), солнечный свет, рассеянный обратно от межпланетной пыли, который появляется прямо напротив Солнца как слабое, но немного более яркое овальное свечение.

Зодиакальный свет вносит свой вклад [8] в естественное освещение неба, хотя, поскольку зодиакальный свет очень слабый, он часто затмевается и становится невидимым из-за лунного света или светового загрязнения .

Межпланетная пыль в Солнечной системе образует толстое, блинообразное облако, называемое зодиакальным облаком, которое охватывает плоскость эклиптики. Размеры частиц варьируются от 10 до 300 микрометров , что подразумевает массу от одного нанограмма до десятков микрограммов . [9] [10]

Наблюдения космических аппаратов Pioneer 10 и Helios в 1970-х годах показали, что зодиакальный свет рассеивается межпланетным пылевым облаком в Солнечной системе. [11] [12] Анализ изображений обломков ударов с космического аппарата Juno показывает, что распределение пыли простирается от орбиты Земли до орбитального резонанса 4:1 с Юпитером в2,06 а.е. , и предполагает, что пыль с Марса. [13] Однако ни одно другое специализированное пылевое оборудование на Pioneer 10 , Pioneer 11 , Galileo , Ulysses и Cassini не обнаружило указаний на то, что Марс является значительным источником пыли, помимо комет и астероидов. [11] [14] [15] [16]

Просмотр

Зодиакальный свет, видимый за субмиллиметровой антенной решеткой с вершины Мауна-Кеа

В средних широтах зодиакальный свет лучше всего наблюдать на западном небе весной после полного исчезновения вечерних сумерек или на восточном небе осенью непосредственно перед появлением утренних сумерек. Зодиакальный свет выглядит как столб, более яркий у горизонта и наклоненный под углом эклиптики. Свет, рассеянный от чрезвычайно мелких частиц пыли, сильно рассеивается вперед , хотя зодиакальный свет фактически распространяется по всему небу, поэтому он наиболее яркий при наблюдении под небольшим углом к ​​Солнцу. Вот почему он наиболее отчетливо виден вблизи восхода или заката, когда Солнце закрыто, но частицы пыли, ближайшие к линии зрения к Солнцу, не закрыты. Пылевая полоса, вызывающая зодиакальный свет, однородна по всей эклиптике.

Пыль, находящаяся дальше от эклиптики, почти необнаружима, за исключением случаев, когда она рассматривается под небольшим углом к ​​Солнцу. Таким образом, можно увидеть большую часть ширины под небольшим углом к ​​Солнцу, и она кажется шире около горизонта, ближе к Солнцу под горизонтом.

Источник

Лунный свет и зодиакальный свет над обсерваторией Ла Силья [17]

Источник пыли долго обсуждался. До недавнего времени считалось, что пыль возникла из хвостов активных комет и из-за столкновений астероидов в поясе астероидов . [18] Многие из наших метеорных потоков не имеют известных активных родительских кометных тел. Более 85 процентов пыли приписывается случайным фрагментациям комет семейства Юпитера, которые почти бездействуют . [19] Кометы семейства Юпитера имеют орбитальные периоды менее 20 лет [20] и считаются бездействующими, когда не выделяют активно газ, но могут делать это в будущем. [21] Первая полностью динамическая модель зодиакального облака продемонстрировала, что только если пыль была выпущена на орбитах, приближающихся к Юпитеру, она достаточно взбаламучена, чтобы объяснить толщину зодиакального пылевого облака. Пыль в метеороидных потоках гораздо крупнее, от 300 до 10 000 микрометров в диаметре, и со временем распадается на более мелкие зодиакальные пылевые частицы.

Цветной центр Млечного Пути и зодиакальный свет над Очень Большим Телескопом [22]

Эффект Пойнтинга-Робертсона заставляет пыль двигаться по более круговым (но все еще вытянутым) орбитам, медленно сворачивая в Солнце. Следовательно, для поддержания зодиакального облака необходим постоянный источник новых частиц. Считается, что кометная пыль и пыль, образующаяся при столкновениях астероидов, в основном отвечают за поддержание пылевого облака, производящего зодиакальный свет и противосияние .

Частицы могут уменьшаться в размерах из-за столкновений или космического выветривания. При измельчении до размеров менее 10 микрометров зерна удаляются из внутренней части Солнечной системы давлением солнечного излучения. Затем пыль пополняется падением комет. Зодиакальная пыль вокруг соседних звезд называется экзозодиакальной пылью ; она является потенциально важным источником шума при попытках непосредственного получения изображений внесолнечных планет . Было отмечено, что эта экзозодиакальная пыль, или горячие диски мусора, может быть индикатором планет, поскольку планеты имеют тенденцию рассеивать кометы во внутренней части Солнечной системы.

В 2015 году новые результаты, полученные с помощью вторичного ионного пылевого спектрометра COSIMA на борту орбитального аппарата ESA/Rosetta, подтвердили, что родительскими телами межпланетной пыли, скорее всего, являются кометы семейства Юпитера, такие как комета 67P/Чурюмова–Герасименко . [23] Данные миссии Juno указывают на то, что пыль, находящаяся близко к Земле, имеет локальное происхождение во внутренней части Солнечной системы, наилучшим образом соответствуя планете Марс в качестве источника. [24]

Появление

Зодиакальный свет, видимый с Серро Паранал
Зодиакальный свет, наблюдаемый с Луны во время миссии «Аполлон-15»

Зодиакальный свет создается солнечным светом, отражающимся от частиц пыли в Солнечной системе, известных как космическая пыль . Следовательно, его спектр такой же, как солнечный спектр. Материал, производящий зодиакальный свет, находится в линзообразном объеме пространства с центром на Солнце и простирающемся далеко за пределы орбиты Земли. Этот материал известен как межпланетное пылевое облако . Поскольку большая часть материала расположена вблизи плоскости Солнечной системы, зодиакальный свет виден вдоль эклиптики . Количество материала, необходимого для производства наблюдаемого зодиакального света, довольно мало. Если бы он был в форме частиц размером 1 мм, каждая с таким же альбедо (отражающей способностью), как у Луны , каждая частица находилась бы на расстоянии 8 км от своих соседей. Противосвет может быть вызван частицами, расположенными прямо напротив Солнца, если смотреть с Земли, которое было бы в полной фазе .

По словам Несворни и Йеннискенса, когда частицы пыли достигают размера около 150 микрометров, они будут падать на Землю со средней скоростью 14,5 км/с, многие — со скоростью 12 км/с. Если это так, указали они, эта кометная пыль может пережить вход в частично расплавленную форму, что объясняет необычные свойства микрометеоритов , собранных в Антарктиде, которые не похожи на более крупные метеориты, которые, как известно, происходят от астероидов . В последние годы наблюдения с помощью различных космических аппаратов показали значительную структуру в зодиакальном свете, включая пылевые полосы, связанные с обломками определенных семейств астероидов , и несколько кометных следов.

Культурное значение

Согласно «Космосу » Александра фон Гумбольдта , жители Мезоамерики знали о зодиакальном свете до 1500 года. [25] Возможно, впервые об этом сообщил в печати Джошуа Чилдри в 1661 году. Это явление было исследовано астрономом Джованни Доменико Кассини в 1683 году. Согласно некоторым источникам, он объяснил его частицами пыли вокруг Солнца. [26] [27] Другие источники утверждают, что впервые это объяснил Николас Фатио де Дюйер в 1684 году, [28] которому Кассини посоветовал изучать зодиакальный свет. [25]

Значение для ислама

Исламский пророк Мухаммед описал зодиакальный свет в отношении времени пяти ежедневных молитв , назвав его «ложным рассветом» ( الفجر الكاذب al-fajr al-kādhib ). Мусульманская устная традиция сохраняет многочисленные высказывания, или хадисы , в которых Мухаммед описывает разницу между светом ложного рассвета, появляющимся на небе долго после захода солнца, и светом первой полосы горизонтального света на восходе солнца, «истинным рассветом» ( الفجر الصادق al-fajr al-sādiq ). По мнению подавляющего большинства мусульманских ученых, астрономический рассвет считается истинным рассветом. Практикующие ислам используют описания Мухаммеда зодиакального света, чтобы избежать ошибок в определении времени поста и ежедневных молитв. [29] [30] [31]

Брайан Мэй

В 2007 году Брайан Мэй , ведущий гитарист группы Queen , завершил свою диссертацию « Обзор радиальных скоростей в зодиакальном пылевом облаке» , спустя тридцать шесть лет после того, как он оставил ее, чтобы заняться карьерой в музыке. [32] Он смог представить ее только из-за минимального количества исследований по теме, проведенных за прошедшие годы. Мэй описал эту тему как одну из тех, что снова стали «модными» в 2000-х годах. [33]

Другие планеты

Первое панорамное изображение пылевого кольца орбитального пространства Венеры, полученное с помощью Parker Solar Probe

Было показано, что на орбитах других планет, таких как Венера или Меркурий [34] , имеются кольца межпланетной пыли.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Ложный рассвет". www.eso.org . Получено 14 февраля 2017 г. .
  2. ^ «APOD: 16 января 2012 г. — Зодиакальный свет и ложный рассвет».
  3. ^ «Что такое зодиакальное сияние?».
  4. ^ "EarthSky | Зодиакальный свет: все, что вам нужно знать". 6 сентября 2021 г.
  5. ^ Коффи, Ребекка. «В начале марта смотрите на Запад за зодиакальным светом!». Forbes . Получено 05.06.2021 .
  6. ^ Дарлинг, Дэвид . "Зодиакальное облако". Интернет-энциклопедия науки .
  7. ^ Рич, У. Т. (1997). «Структурированный зодиакальный свет: наблюдения IRAS, COBE и ISO». Диффузное инфракрасное излучение и инфракрасное излучение . 124 : 1. Bibcode : 1997ASPC..124...33R.
  8. ^ Рич, У. Т. (1997). «Структурированный зодиакальный свет: наблюдения IRAS, COBE и ISO». Диффузное инфракрасное излучение и инфракрасное излучение . 124 : 1. Bibcode : 1997ASPC..124...33R.
  9. ^ Пейкер-Эренбринк, Бернхард; Шмитц, Биргер (2001). Аккреция внеземной материи на протяжении всей истории Земли . Springer. С. 66–67. ISBN 978-0-306-46689-2.
  10. ^ Мак-Кракен, К. В. (1967). «Условия встречи пыли с планетами». Вклад Смитсоновского института в астрофизику . 11 : 213. Bibcode : 1967SCoA...11..213M.
  11. ^ ab Hanner, MS (1976). "Наблюдения Pioneer 10 яркости зодиакального света вблизи эклиптики: изменения с гелиоцентрическим расстоянием". Interplanetary Dust and Zodiacal Light . Lecture Notes in Physics. Vol. 48. pp. 29–35. Bibcode :1976LNP....48...29H. doi :10.1007/3-540-07615-8_448. ISBN 978-3-540-07615-5.
  12. ^ Leinert, Ch.; Röser, S.; Buitrago, L. (февраль 1983 г.). «Как поддерживать пространственное распределение межпланетной пыли». Astronomy and Astrophysics . 118 (2): 345–357. Bibcode : 1983A&A...118..345L . Получено 28 июля 2022 г.
  13. ^ Шехтман, Лонни (9 марта 2021 г.). «Случайные обнаружения Juno разбивают представления о происхождении зодиакального света». Лаборатория реактивного движения . НАСА . Архивировано из оригинала 18 марта 2021 г. Получено 19 марта 2021 г.
  14. ^ Хьюмс, Д. (ноябрь 1980 г.). «Результаты экспериментов с метеороидами Pioneer 10 и 11: межпланетные и околосатурновые». Журнал геофизических исследований . 85 (A11): 5841–5852. Bibcode : 1980JGR....85.5841H. doi : 10.1029/JA085iA11p05841 . Получено 28 июля 2022 г.
  15. ^ Грюн, Э.; и др. (октябрь 1997 г.). «Юг-север и радиальные траверсы через межпланетное пылевое облако». Icarus . 129 (2): 270–288. Bibcode :1997Icar..129..270G. doi : 10.1006/icar.1997.5789 .
  16. ^ Соджа, Р.Х.; Грюн, Э.; Струб, П.; Соммер, М.; Миллинджер, М.; Вобайон, Ж.; Алиус, В.; Камодека, Г.; Хейн, Ф.; Ласкар, Дж.; Гастио, М.; Фиенга, А.; Шварцкопф, Г.Х.; Херцог, Дж.; Гучке, К.; Скуппин Н.; Шрама, Р. (август 2019 г.). «IMEM2: модель метеороидной среды для внутренней части Солнечной системы». Астрономия и астрофизика . 628 (A109): 13. Бибкод : 2019A&A...628A.109S. дои : 10.1051/0004-6361/201834892 . S2CID  199117335. Получено 24 января 2022 г.
  17. ^ "Лунный свет и зодиакальный свет над Ла Силья". ESO Picture of the Week . Получено 21 июля 2013 г.
  18. ^ Эспи, Эшли Дж.; Дермотт, С.; Кехо, Т.Дж. (сентябрь 2006 г.). «К глобальной модели зодиакального облака». Бюллетень Американского астрономического общества . 38 : 557. Bibcode : 2006DPS....38.4101E.
  19. ^ Nesvorný, David; Jenniskens, Peter; Levison, Harold F.; Bottke, William F.; Vokrouhlický, David; Gounelle, Matthieu (20 апреля 2010 г.). «Кометное происхождение зодиакального облака и углеродистых микрометеоритов. Последствия для горячих осколочных дисков». Astrophysical Journal . 713 (2): 816–836. arXiv : 0909.4322 . Bibcode :2010ApJ...713..816N. doi :10.1088/0004-637x/713/2/816. S2CID  18865066.
  20. ^ Jenniskens, Petrus Matheus Marie (2006). Метеорные потоки и их родительские кометы . Cambridge University Press . стр. 108. ISBN 978-0-521-85349-1.
  21. ^ Сотрудники SPACE.com (6 января 2011 г.). «Комета или астероид? Большой космический камень переживает кризис идентичности». SPACE.com . Получено 23 мая 2011 г. Спящие кометы сохраняют некоторые подповерхностные летучие вещества и могут снова начать выделять газы, приближаясь к Солнцу.
  22. ^ "Романтический закат над VLT". www.eso.org . Европейская южная обсерватория . Получено 21 апреля 2015 г. .
  23. ^ Рита Шульц и др. (12 февраля 2015 г.). «Комета 67P/Чурюмова-Герасименко сбрасывает пылевую оболочку, накопленную за последние четыре года». Nature . 518 (7538): 216–218. Bibcode :2015Natur.518..216S. doi :10.1038/nature14159. PMID  25624103. S2CID  205242328.
  24. ^ Space Daily: Данные Juno разбивают вдребезги представления о происхождении зодиакального света
  25. ^ ab Ley, Willy (апрель 1961 г.). «The Puzzle Called Gegenschein». Для вашего сведения. Galaxy Science Fiction . стр. 74–84.
  26. ^ Петрус Матеус Мари Дженнискенс (14 сентября 2006 г.). Метеорные потоки и их родительские кометы. Cambridge University Press. стр. 531. ISBN 978-0-521-85349-1.
  27. ^ Фехтиг, Х.; Лейнерт, Ч.; Берг, О. (2001). «Исторические перспективы». Межпланетная пыль . Библиотека астрономии и астрофизики. Springer Link. стр. 1–55. doi :10.1007/978-3-642-56428-4_1. ISBN 978-3-642-62647-0. Получено 23 марта 2022 г. .
  28. ^ Стивен Дж. Дик (31 августа 2013 г.). Открытие и классификация в астрономии: споры и консенсус. Cambridge University Press. стр. 350. ISBN 978-1-107-03361-0.
  29. ^ Сахих Муслим 1094c - Книга поста - Sunnah.com - Высказывания и учения Пророка Мухаммеда (صلى الله عليه و سلم)
  30. ^ "Сахих Муслим (Подлинные хадисы мусульман) 1-4 Том 2: صحيح مسلم 1/4 [عربي/إنكليزي] ج2" . Январь 2011.
  31. ^ «Отличие истинного рассвета от ложного рассвета (sunnahonline.com)».
  32. ^ Мэй, Брайан (2007). Обзор радиальных скоростей в зодиакальном пылевом облаке. Springer Nature . Bibcode : 2007asor.book.....M. doi : 10.1007/978-0-387-77706-1. hdl : 10044/1/1333. ISBN 978-0-387-77705-4. Получено 27 мая 2017 г.
  33. ↑ Терри Гросс берет интервью у Брайана Мэя в программе Fresh Air Национального общественного радио
  34. ^ Фрейзер, Сара (2021-04-16). "NASA's Parker Solar Probe Sees Venus Orbital Dust Ring". NASA . Получено 2023-01-21 .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Зодиакальный свет» .