Southwest Research Institute Kıdemli Araştırma Bilimcisi Dr. Jason Hofgartner’ın ortak yazdığı bir araştırma, Jüpiter ve Satürn’ün yörüngesinde dönen buzlu uyduların olağandışı radar izlerini 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
Şirketin Kıdemli Araştırma Bilimcisi Dr. Jason Hofgartner liderliğindeki ortak bir araştırma Güneybatı Araştırma Enstitüsü, Jüpiter ve Satürn’ün yörüngesinde dönen buzlu uyduların şaşırtıcı radar izlerine ışık tutuyor. Bu gök cisimlerinin, kayalık gezegenlerinkinden ve Dünya’nın buz tabakasının çoğundan önemli ölçüde farklı olan farklı radar özellikleri, uzun süredir araştırmacıları şaşırttı.
“Radar imzalarını açıklamak amacıyla altı farklı model yayınlandı. Nature Astronomy’de yayınlanan çalışmanın ilk yazarı Hofgartner, “Jüpiter ve Satürn’ün yörüngesindeki buzlu uyduların. “Bu nesnelerin radarı dağıtma şekli, Mars ve Dünya gibi kayalık dünyaların yanı sıra asteroitler ve kuyruklu yıldızlar gibi daha küçük cisimlerinkinden büyük ölçüde farklıdır.”
Nesneler, aynı zamanda son derece parlaktır; daha koyu olmaları gereken alanlar.
“Dünya’nın ayına baktığımızda, onun bir küre olduğunu bilmemize rağmen 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 geçiş, bu buzlu uydular için kayalık dünyalara göre çok farklı.”
NASA’nın Jet Tahrik Laboratuvarı’ndan Dr. Kevin Hand ile işbirliği içinde Hofgartner, bu uyduların olağanüstü radar özelliklerinin, örneğin yansıtıcılıkları ve polarizasyonları (uzayda yayılırken ışık dalgalarının yönü) muhtemelen tutarlı geri saçılan karşıtlık etkisi (CBOE) ile açıklanır.
“Karşıt konumda olduğunuzda, Güneş Hofgartner, sizinle bir nesne arasındaki çizgide doğrudan arkanızda konumlandırıldığında, yüzey olduğundan çok daha parlak görünüyor” dedi. “Bu, muhalefet etkisi olarak bilinir. Radar söz konusu olduğunda, Güneş yerine bir verici ve gözleriniz yerine bir alıcı gelir.”
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 işaretleri için bir açıklama olduğunu, diğerlerinin ise diğer açıklamalardan biri olduğunu belirten çalışmalar yayınlandı. açıklamalar verileri eşit derecede iyi açıklayabilir. Hofgartner ve Hand, CBOE modelinin polarizasyon açıklamasını geliştirdiler ve ayrıca değiştirilmiş CBOE modelinin tüm buzlu uydu radar özelliklerini açıklayabilen yayınlanmış tek model olduğunu gösterdiler.
“Bence bu bize yüzeylerin Hofgartner, bu nesnelerin ve bunların birçok metreye kadar olan alt yüzeylerinin çok işkence gördüğünü söyledi. “Pek üniform değiller. Manzaraya hakim olan buzlu kayalar, belki de bir toprak kaymasından sonraki kaotik karmaşaya benziyor. Bu, ışığın neden bu kadar çok farklı yönde sıçradığını ve bize bu alışılmadık kutuplaşma imzalarını verdiğini açıklıyor.”
Hofgartner ve Hand’in kullandığı radar gözlemleri, radar yapan iki teleskoptan biri olan Arecibo Gözlemevi’ndendi. destek yapısı, anten ve kubbe düzeneğinin çökmesi nedeniyle ciddi şekilde hasar görene ve ardından hizmet dışı bırakılana kadar buzlu uyduların gözlemleri. 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, “Tutarlı geri saçılma etkisiyle açıklanan buzlu uyduların radar özelliklerinin sürekliliği”, 23 Mart 2023, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-01920-2