stringtranslate.com

Зодиакальный свет

Зодиакальный свет за субмиллиметровой решеткой с вершины Мауна-Кеа.

Зодиакальный свет (также называемый ложным рассветом [1] [2] [3] [4] , когда он виден перед восходом солнца ) представляет собой слабое свечение рассеянного солнечного света , рассеянного межпланетной пылью . Более яркая вокруг Солнца , она появляется в особенно темном ночном небе , простираясь от направления Солнца примерно треугольной формы вдоль зодиака , и появляется с меньшей интенсивностью и видимостью вдоль всей эклиптики как зодиакальная полоса . [5] Зодиакальный свет охватывает все небо и способствует [6] естественному освещению ясного и безлунного ночного неба. Родственное явление — gegenschein (или контрсвечение ), солнечный свет , рассеянный обратно от межпланетной пыли, который появляется прямо напротив Солнца в виде слабого, но немного более яркого овального свечения.

Зодиакальный свет очень слабый, часто затмевается и становится невидимым из-за лунного света или светового загрязнения .

Межпланетная пыль в Солнечной системе образует плотное облако в форме блина, называемое зодиакальным облаком , которое охватывает плоскость эклиптики . Размеры частиц варьируются от 10 до 300 микрометров , что означает массу от одного нанограмма до десятков микрограммов . [7] [8]

Наблюдения космических аппаратов « Пионер -10» и «Гелиос» в 1970-х годах показали, что зодиакальный свет рассеивается межпланетным пылевым облаком в Солнечной системе. [9] [10] Анализ изображений обломков космического корабля «Юнона» показывает, что распространение пыли простирается от орбиты Земли до орбитального резонанса 4:1 с Юпитером на орбите.2,06 а.е. и позволяет предположить, что пыль прибыла с Марса. [11] Однако никакие другие специальные пылевые приборы на «Пионере-10» , « Пионере-11» , «Галилео» , «Улиссе » и «Кассини» не обнаружили признаков того, что Марс является значительным источником пыли, помимо комет и астероидов. [9] [12] [13] [14]

Viewing

Ложный рассвет, [15] gegenschein и остальная часть зодиакальной полосы света, которую визуально пересекает Млечный Путь.

В средних широтах зодиакальный свет лучше всего наблюдать на западном небе весной после полного исчезновения вечерних сумерек или на восточном небе осенью перед появлением утренних сумерек. Зодиакальный свет выглядит как столб, более яркий у горизонта и наклоненный под углом эклиптики. Свет, рассеянный чрезвычайно мелкими частицами пыли, сильно рассеивается вперед , хотя зодиакальный свет на самом деле распространяется по всему небу, поэтому он наиболее ярок при наблюдении под небольшим углом к ​​Солнцу. Вот почему его наиболее отчетливо видно вблизи восхода или заката солнца, когда Солнце закрыто, а частицы пыли, ближайшие к Солнцу на луче зрения, — нет. Пылевая полоса, вызывающая зодиакальный свет, однородна по всей эклиптике.

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

Источник

Лунный свет и зодиакальный свет над обсерваторией Ла Силья [16]

Источник пыли уже давно обсуждается. До недавнего времени считалось, что пыль возникла из хвостов активных комет и в результате столкновений астероидов в поясе астероидов . [17] Многие из наших метеорных потоков не имеют известных активных родительских тел комет. Более 85 процентов пыли приходится на случайные фрагменты комет семейства Юпитера, которые почти бездействуют . [18] Кометы семейства Юпитера имеют орбитальный период менее 20 лет [19] и считаются спящими, если не выделяют активно газ, но могут сделать это в будущем. [20] Первая полностью динамическая модель зодиакального облака продемонстрировала, что только если пыль выбрасывается на орбиты, приближающиеся к Юпитеру, она достаточно взволнована, чтобы объяснить толщину зодиакального пылевого облака. Пыль в потоках метеороидов намного крупнее, от 300 до 10 000 микрометров в диаметре, и со временем распадается на более мелкие зодиакальные пылинки.

Красочный центр Млечного Пути и зодиакальный свет над Очень Большим Телескопом [21]

Эффект Пойнтинга -Робертсона заставляет пыль двигаться по более круговым (но все же вытянутым) орбитам, медленно направляясь по спирали к Солнцу. Следовательно, для поддержания зодиакального облака необходим непрерывный источник новых частиц. Считается, что кометная пыль и пыль, образующаяся в результате столкновений астероидов, в основном ответственны за поддержание пылевого облака, производящего зодиакальный свет и gegenschein .

Частицы могут уменьшаться в размерах в результате столкновений или космического выветривания. При измельчении до размеров менее 10 микрометров зерна удаляются из внутренней части Солнечной системы под действием давления солнечной радиации. Затем пыль пополняется за счет падения комет. Зодиакальная пыль вокруг близлежащих звезд называется экзозодиакальной пылью ; это потенциально важный источник шума при попытках непосредственного изображения внесолнечных планет . Было отмечено, что эта экзозодиакальная пыль или горячие диски обломков могут быть индикатором планет, поскольку планеты имеют тенденцию разбрасывать кометы во внутреннюю часть Солнечной системы.

В 2015 году новые результаты спектрометра вторичной ионной пыли 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 . [22] Данные миссии «Юнона» показывают, что пыль вблизи Земли имеет местное происхождение из внутренней части Солнечной системы, что лучше всего соответствует планете Марс в качестве источника. [23]

Появление

Зодиакальный свет, вид с горы Параналь
Зодиакальный свет, вид с Луны во время Аполлона-15.

Зодиакальный свет создается солнечным светом, отражающимся от частиц пыли Солнечной системы, известных как космическая пыль . Следовательно, его спектр такой же, как и солнечный . Материал, производящий зодиакальный свет, расположен в пространстве, имеющем форму линзы, 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, весьма невелико. Если бы она была в виде частиц диаметром 1 мм, каждая из которых имела бы такое же альбедо (отражающую способность), как и Луна , каждая частица находилась бы на расстоянии 8 км от своих соседей. Гегеншейн может быть вызван частицами , находящимися прямо напротив Солнца, если смотреть с Земли, которые будут находиться в полной фазе .

По словам Несворного и Йеннискенса, когда пылинки размером всего около 150 микрометров, они упадут на Землю со средней скоростью 14,5 км/с, а многие и со скоростью всего лишь 12 км/с. Если это так, отметили 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 из астероидов . В последние годы наблюдения с помощью различных космических аппаратов показали значительную структуру зодиакального света, включая пылевые полосы, связанные с обломками определенных семейств астероидов и несколькими кометными следами.

Культурное значение

Согласно «Космосу» Александра фон Гумбольдта , мезоамериканцы знали о зодиакальном свете до 1500 года. [24] Возможно, впервые о нем сообщил в печати Джошуа Чилдри в 1661 году. Это явление исследовал астроном Джованни Доменико Кассини в 1683 году. В некоторых источниках он объяснил это частицами пыли вокруг Солнца. [25] [26] Другие источники утверждают, что впервые это было объяснено Николя Фатио де Дюйе в 1684 году, [27] которому Кассини посоветовал изучить зодиакальный свет. [24]

Важность для ислама

Исламский пророк Мухаммед описал зодиакальный свет со ссылкой на время пяти ежедневных молитв , назвав его «ложным рассветом» ( الفجر الكاذب al-fajr al-kādhib ) [ нужна цитата ] . Мусульманская устная традиция сохраняет многочисленные изречения, или хадисы , в которых Мухаммед описывает разницу между светом ложной зари, появляющейся на небе спустя долгое время после захода солнца, и светом первой полосы горизонтального света на восходе солнца, «истинной зари» ( الفجر الصادق аль-фаджр ас-садик ). [28] [29] По мнению подавляющего большинства мусульманских ученых, астрономический рассвет считается истинным рассветом. Практикующие ислам используют описания зодиакального света Мухаммеда, чтобы избежать ошибок в определении времени ежедневных молитв. [ нужна цитата ]

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 оставил ее, чтобы продолжить музыкальную карьеру. [30] Он смог представить его только из-за минимального количества исследований по этой теме, проведенных за прошедшие годы. Мэй описала эту тему как ту, которая снова стала «модной» в 2000-х годах. [31]

Другие планеты

Первое в истории панорамное изображение пылевого кольца орбитального пространства Венеры, полученное солнечным зондом Parker.

Другие планеты, такие как Венера или Меркурий, [32] показали наличие колец межпланетной пыли в своих орбитальных пространствах.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Астронет: 16 января 2012 г. - Зодиакальный свет и ложный рассвет" .
  2. ^ «Что такое зодиакальные огни?».
  3. ^ «ЗемляНебо | Зодиакальный свет: все, что вам нужно знать» . 6 сентября 2021 г.
  4. ^ Коффи, Ребекка. «В начале марта посмотрите на Запад в поисках зодиакального света!». Форбс . Проверено 5 июня 2021 г.
  5. ^ Дорогой, Дэвид . «Зодиакальное облако». Интернет-энциклопедия науки .
  6. ^ Рич, WT (1997). «Структурированный зодиакальный свет: наблюдения IRAS, COBE и ISO». Диффузное инфракрасное излучение и ИРТ . 124 : 1. Бибкод : 1997ASPC..124...33R.
  7. ^ Пойкер-Эренбринк, Бернхард; Шмитц, Биргер (2001). Аккреция внеземной материи на протяжении всей истории Земли . Спрингер. стр. 66–67. ISBN 978-0-306-46689-2.
  8. ^ Маккракен, CW (1967). «Условия встречи пыли и планет». Смитсоновский вклад в астрофизику . 11 : 213. Бибкод : 1967SCoA...11..213M.
  9. ^ Аб Ханнер, MS (1976). «Пионер 10 наблюдений яркости зодиакального света вблизи эклиптики: изменения с гелиоцентрическим расстоянием». Межпланетная пыль и зодиакальный свет . Конспект лекций по физике. Том. 48. С. 29–35. Бибкод : 1976LNP....48...29H. дои : 10.1007/3-540-07615-8_448. ISBN 978-3-540-07615-5.
  10. ^ Лейнерт, Ч.; Рёзер, С.; Буитраго, Л. (февраль 1983 г.). «Как сохранить пространственное распределение межпланетной пыли». Астрономия и астрофизика . 118 (2): 345–357. Бибкод : 1983A&A...118..345L . Проверено 28 июля 2022 г.
  11. ↑ Шехтман, Лонни (9 марта 2021 г.). «Случайные открытия Юноны разрушают представления о происхождении зодиакального света». Лаборатория реактивного движения . НАСА . Архивировано из оригинала 18 марта 2021 года . Проверено 19 марта 2021 г.
  12. ^ Хьюмс, Д. (ноябрь 1980 г.). «Результаты экспериментов на метеороидах «Пионер-10» и «Пионер-11»: межпланетные и околосатурнские». Журнал геофизических исследований . 85 (А11): 5841–5852. Бибкод : 1980JGR....85.5841H. дои : 10.1029/JA085iA11p05841 . Проверено 28 июля 2022 г.
  13. ^ Грюн, Э.; и другие. (октябрь 1997 г.). «Юг-Север и радиальные траверсы через межпланетное пылевое облако». Икар . 129 (2): 270–288. Бибкод : 1997Icar..129..270G. дои : 10.1006/icar.1997.5789 .
  14. ^ 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 внутренней части Солнечной системы». Астрономия и астрофизика . 628 (A109): 13. Бибкод : 2019A&A...628A.109S. дои : 10.1051/0004-6361/201834892 . S2CID  199117335 . Проверено 24 января 2022 г.
  15. ^ «Ложный рассвет». www.eso.org . Проверено 14 февраля 2017 г.
  16. ^ «Лунный свет и зодиакальный свет над Ла Силья». Картинка недели ESO . Проверено 21 июля 2013 г.
  17. ^ Эспи, Эшли Дж.; Дермотт, С.; Кехо, Ти Джей (сентябрь 2006 г.). «К глобальной модели зодиакального облака». Бюллетень Американского астрономического общества . 38 : 557. Бибкод : 2006DPS....38.4101E.
  18. ^ Несворный, Давид; Дженнискенс, Питер; Левисон, Гарольд Ф.; Боттке, Уильям Ф.; Вокруглицкий, Давид; Гунель, Матье (20 апреля 2010 г.). «Кометное происхождение зодиакального облака и углеродистых микрометеоритов. Последствия для дисков горячего мусора». Астрофизический журнал . 713 (2): 816–836. arXiv : 0909.4322 . Бибкод : 2010ApJ...713..816N. дои : 10.1088/0004-637x/713/2/816. S2CID  18865066.
  19. ^ Дженнискенс, Петрус Матеус Мари (2006). Метеоритные дожди и их родительские кометы . Издательство Кембриджского университета . п. 108. ИСБН 978-0-521-85349-1.
  20. ^ Сотрудники SPACE.com (6 января 2011 г.). «Комета или астероид? У большого космического камня кризис идентичности». SPACE.com . Проверено 23 мая 2011 г. Спящие кометы сохраняют некоторые подземные летучие вещества и могут снова начать выделять газ, когда они приближаются к Солнцу.
  21. ^ «Романтический закат над VLT». www.eso.org . Европейская южная обсерватория . Проверено 21 апреля 2015 г.
  22. ^ Рита Шульц; и другие. (12 февраля 2015 г.). «Комета 67P/Чурюмова-Герасименко сбрасывает пыль, накопившуюся за последние четыре года». Природа . 518 (7538): 216–218. Бибкод : 2015Natur.518..216S. дои : 10.1038/nature14159. PMID  25624103. S2CID  205242328.
  23. ^ Space Daily: данные Юноны разрушают представления о происхождении зодиакального света
  24. ^ Аб Лей, Вилли (апрель 1961 г.). «Загадка под названием Gegenschein». Довожу до вашего сведения. Галактическая научная фантастика . стр. 74–84.
  25. ↑ Петрус Матеус Мари Дженнискенс (14 сентября 2006 г.). Метеоритные дожди и их родительские кометы. Издательство Кембриджского университета. п. 531. ИСБН 978-0-521-85349-1.
  26. ^ Фехтиг, Х.; Лейнерт, Ч.; Берг, О. (2001). «Исторические перспективы». Межпланетная пыль . Библиотека астрономии и астрофизики. Спрингер Линк. стр. 1–55. дои : 10.1007/978-3-642-56428-4_1. ISBN 978-3-642-62647-0. Проверено 23 марта 2022 г.
  27. ↑ Стивен Дж. Дик (31 августа 2013 г.). Открытия и классификация в астрономии: споры и консенсус. Издательство Кембриджского университета. п. 350. ИСБН 978-1-107-03361-0.
  28. ^ Сахих Муслим 1094c - Книга поста - Sunnah.com - Высказывания и учения Пророка Мухаммеда (صلى الله عليه و سلم)
  29. ^ «Сахих Муслим (Подлинные хадисы мусульман) 1-4 Том 2: صحيح مسلم 1/4 [عربي/إنكليزي] ج2» . Январь 2011.
  30. ^ Мэй, Брайан (2007). Обзор лучевых скоростей в зодиакальном пылевом облаке. Спрингер Природа . Бибкод : 2007asor.book.....М. дои : 10.1007/978-0-387-77706-1. hdl : 10044/1/1333. ISBN 978-0-387-77705-4. Проверено 27 мая 2017 г.
  31. ^ Терри Гросс берет интервью у Брайана Мэя, шоу Национального общественного радио Fresh Air
  32. ^ Фрейзер, Сара (16 апреля 2021 г.). «Солнечный зонд НАСА Паркер увидел пылевое кольцо на орбите Венеры» . НАСА . Проверено 21 января 2023 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме зодиакального света .