Forscher machen erste Nahaufnahmen von Plutos „dunkler Seite“

Forscher machen erste Nahaufnahmen von Plutos „dunkler Seite“
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Es war ein historischer Moment für die NASA, als ihre New Horizons-Sonde die ersten Nahaufnahmen von Pluto und seinen verschiedenen Monden lieferte. Die Forschung unter der Leitung von Tod Lauer vom National Optical Infrared Astronomy Research Lab der National Science Foundation in Tucson, Arizona, hat nun das Fotoalbum des New Horizons-Teams um Plutos „dunkle Seite“ erweitert, eine Region, die nicht direkt dem Sonnenlicht ausgesetzt war .

Am 14. Juli 2015 flog New Horizons innerhalb von 12.550 Kilometern von Plutos gefrorener Oberfläche, bevor es mit einer Geschwindigkeit von 14,5 Kilometern pro Sekunde zum Kuipergürtel-Objekt Arrokoth und darüber hinaus weiterging.

Als sich die Raumsonde jedoch darauf vorbereitete, Pluto zu verlassen, machte sie eine Reihe von Fotos der dunklen Seite des Zwergplaneten.

Im Gegensatz dazu wurde Plutos dunstige Atmosphäre von der fernen Sonne beleuchtet und schien einen Lichtring um Plutos dunkle Seite zu bilden. New Horizons hatte zum Zeitpunkt dieses Experiments eine klare Sicht auf Plutos südliche Hemisphäre, die sich mitten in der winterlichen saisonalen Dunkelheit befand, die den langen, dunklen Wintern der Erde in der Arktis und Antarktis ähnelt, außer dass auf Pluto zu jeder Jahreszeit dauert 62 Erdenjahre.

Glücklicherweise beleuchtete das schwache Sonnenlicht, das von der eisigen Oberfläche von Plutos größtem Mond Charon, der ungefähr die Größe von Texas hat, reflektiert wurde, ein Stück von Plutos dunkler Südhalbkugel. Forscher konnten Daten von Plutos südlicher Hemisphäre extrahieren, die dank dieses Splitters von „Charon-light“ auf keine andere Weise gewonnen werden konnten.

„Ein überraschender Zufall ist, dass die Lichtmenge von Charon auf Pluto der des Mondes auf der Erde nahe kommt, jeweils in der gleichen Phase“, sagte der Astronom Tod Lauer vom National Optical Infrared Astronomy Research Observatory der National Science Foundation in Tucson. Arizona und der Hauptautor der Studie.

„Zu dieser Zeit war die Beleuchtung von Charon auf Pluto ähnlich der von unserem eigenen Mond auf der Erde in seiner ersten Viertelphase.“

Am 20. Oktober haben die Forscher veröffentlicht das Foto und ihre wissenschaftliche Interpretation im The Planetary Science Journal.

Es war schwierig, im trüben Mondlicht Details auf Plutos Oberfläche zu erkennen. Laut dem Co-Ermittler und Projektwissenschaftler von New Horizons, Hal Weaver vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, erzeugte das Streulicht der Sonne (die sich fast direkt hinter Pluto befand) ein komplexes Hintergrundlichtmuster, das 1.000 Mal stärker war als das von Charon erzeugte Signal. reflektiertes Licht beim Rückblick auf Pluto mit dem Long Range Reconnaissance Imager (LORRI). Darüber hinaus war der helle Ring aus atmosphärischem Dunst, der Pluto umgab, überbelichtet, was zusätzliche Artefakte in den Bildern erzeugte.

„Das Problem war ähnlich wie der Versuch, ein Straßenschild durch eine schmutzige Windschutzscheibe zu lesen, wenn man ohne Sonnenblende auf die untergehende Sonne zufährt“, sagte John Spencer, Co-Ermittler und Planetenwissenschaftler von New Horizons am Southwest Research Institute in Boulder. Colorado, Mitautor der Studie.

Das endgültige Bild wurde erstellt, indem die Artefakte von 360-Fotos von Plutos dunkler Seite und weiteren 360-Bildern abgezogen wurden, die mit der gleichen Geometrie, aber ohne Pluto im Bild aufgenommen wurden, wobei nur das Signal übrig blieb, das von Charon-reflektiertem Licht erzeugt wurde.

Alan Stern, der leitende Forscher des Southwest Research Institute für New Horizons, fügte hinzu, dass „die Bildverarbeitungsarbeit, die Tod Lauer leitete, absolut auf dem neuesten Stand der Technik war und es uns ermöglichte, einige faszinierende Dinge über einen Teil von Pluto zu erfahren, den wir sonst nicht gewusst hätten“. .“

Zwar gibt es noch etwas digitales Rauschen in der Karte, es zeigt jedoch einige Auffälligkeiten auf der dunklen Oberfläche von Pluto. Am sichtbarsten ist eine dunkle Sichelzone im Westen, in die weder Sonnenlicht noch Charon-Licht fiel, als New Horizons die Fotos machte. Ein großer, leuchtender Fleck auf halbem Weg zwischen Plutos Südpol und seinem Äquator ist ebenfalls sichtbar. Es ist möglich, dass es sich um eine Ablagerung von Stickstoff- oder Methaneis handelt, wie Plutos eisiges „Herz“ auf der anderen Seite.

Plutos Südpol und die Umgebung scheinen von einer dunklen Substanz überzogen zu sein, die sich stark von der weißeren Oberfläche der nördlichen Hemisphäre von Pluto abhebt. Der Unterschied könnte laut den Forschern darauf zurückzuführen sein, dass Pluto kürzlich seinen Südsommer abgeschlossen hat (der 15 Jahre vor dem Vorbeiflug endete). Die Forschung geht davon aus, dass Stickstoff- und Methaneis im Süden den ganzen Sommer über von der Oberfläche geschmolzen sind und sich direkt von fest in Dampf umwandelten, während sich dunkle Dunstpartikel über der Region niederließen.

Künftige erdbasierte Instrumente könnten in der Lage sein, das Bild des Teams und andere Hypothesen zu validieren, aber dazu müsste Plutos südliche Hemisphäre im Sonnenlicht liegen, was in etwa 100 Jahren nicht der Fall sein wird.

„Der einfachste Weg, unsere Ideen zu bestätigen, besteht darin, eine Folgemission zu senden“, sagte Lauer.

Bildquelle: NASA

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