Southwest Araştırma Enstitüsü Kıdemli Araştırma Bilimcisi Dr. Jason Hofgartner’ın ortak yazdığı bir araştırma, Jüpiter ve Satürn’ün yörüngesinde dönen buzlu uyduların olağandışı radar işaretlerini açıklıyor. Kayalık dünyalardan ve Dünya’daki çoğu buzdan önemli ölçüde farklı olan radar imzaları, bilim camiası için uzun süredir can sıkıcı bir soru olmuştur. Kredi: NASA/JPL-Caltech/SwRI
Bilim adamları, Jüpiter ve Satürn’ün uydularının esrarengiz radar özelliklerine yönelik çözümleri ortaya koyuyor
Southwest Araştırma Enstitüsü Kıdemli Araştırma Bilimcisi Dr. Jason Hofgartner liderliğindeki ortak bir araştırma, yörüngede dönen buzlu uyduların şaşırtıcı radar izlerine ışık tutuyor. Jüpiter Ve Satürn. Bu gök cisimlerinin, kayalık gezegenlerinkinden ve Dünya’nın buzunun çoğundan önemli ölçüde farklı olan farklı radar özellikleri, uzun süredir araştırmacıların kafasını karıştırıyor.
Araştırmanın ilk yazarı Hofgartner, “Jüpiter ve Satürn’ün yörüngesinde dönen buzlu uyduların radar izlerini açıklamak amacıyla altı farklı model yayınlandı” dedi. Doğa Astronomisi. “Bu nesnelerin radarı dağıtma şekli, kayalık dünyalarınkinden çok farklı. Mars ve Dünya’nın yanı sıra asteroitler ve kuyruklu yıldızlar gibi daha küçük cisimler.
Nesneler, daha koyu olmaları gereken alanlarda bile son derece parlaktır.
“Dünya’nın ayına baktığımızda, küre olduğunu bilsek de dairesel bir disk gibi görünüyor. Hofgartner, gezegenler ve diğer aylar benzer şekilde teleskoplardan bakıldığında disklere benziyor” dedi. “Radar gözlemleri yaparken diskin ortası çok parlak, kenarları çok daha koyu oluyor. Merkezden kenara değişim, bu buzlu uydular için kayalık dünyalardan çok farklı.”
Dr. Kevin Hand ile işbirliği içinde NASAHofgartner, bu uyduların yansıtıcılıkları ve polarizasyonları (ışık dalgalarının uzayda yayılırken yönelimi) gibi olağanüstü radar özelliklerinin tutarlı geri saçılma muhalefet etkisi (CBOE) ile açıklanabileceğini savunuyor. .
Hofgartner, “Karşıt olduğunuzda, Güneş sizinle bir nesne arasındaki çizgide doğrudan arkanızda konumlanır, yüzey normalde olduğundan çok daha parlak görünür,” dedi. “Bu, muhalefet etkisi olarak bilinir. Radar söz konusu olduğunda, Güneş yerine bir verici ve gözleriniz için bir alıcı duruyor.
Hofgartner, buzlu bir yüzeyin normalden daha güçlü bir karşıt etkiye sahip olduğunu açıkladı. Buzun içinden seken ışığın her saçılma yolu için, zıt yönde tam tersi yönde bir yol vardır. İki yol tam olarak aynı uzunluğa sahip olduğundan tutarlı bir şekilde birleşerek daha fazla parlaklaşmaya neden olur.
1990’larda, CBOE’nin buzlu uyduların anormal radar imzaları için bir açıklama olduğunu, ancak diğer açıklamaların verileri eşit derecede iyi açıklayabileceğini belirten çalışmalar yayınlandı. Hofgartner ve Hand, CBOE modelinin polarizasyon açıklamasını geliştirdiler ve ayrıca modifiye edilmiş CBOE modelinin, tüm buzlu uydu radar özelliklerini açıklayabilen yayınlanmış tek model olduğunu gösterdiler.
Hofgartner, “Bence bu bize, bu nesnelerin yüzeylerinin ve birçok metreye kadar olan alt yüzeylerinin çok işkence görmüş olduğunu gösteriyor” dedi. “Pek üniform değiller. Manzaraya hakim olan buzlu kayalar, belki de bir toprak kaymasından sonraki kaotik karmaşaya benziyor. Bu, ışığın neden bu kadar çok farklı yöne sıçradığını ve bize bu sıra dışı kutuplaşma imzalarını verdiğini açıklıyor.”
Hofgartner ve Hand’in kullandığı radar gözlemleri, destek yapısı, anteni ve kubbe düzeneğinin çökmesi nedeniyle ciddi şekilde hasar görene ve ardından hizmet dışı bırakılana kadar buzlu uyduların radar gözlemlerini yapan iki teleskoptan biri olan Arecibo Gözlemevi’ndendi. Araştırmacılar, mümkün olduğunda takip gözlemleri yapmayı umuyor ve buzlu uydulara ve CBOE’ye daha fazla ışık tutabilecek ek arşiv verilerini ve ayrıca Merkür, Ay ve Mars kutuplarındaki buz radar çalışmalarını incelemeyi planlıyor.
Referans: Jason D. Hofgartner ve Kevin P. Hand, 23 Mart 2023, “Tutarlı geri saçılma etkisiyle açıklanan buzlu uyduların radar özelliklerinin sürekliliği”, Doğa Astronomisi.
DOI: 10.1038/s41550-023-01920-2