Daudziem Merkurs ir tikai neliels, spilgts plankums, kas parādās Saules tuvumā Dažos rītos vai vakaros. Tomēr aiz šīs mazās planētas slēpjas viena no iespaidīgākajām un mazāk zināmajām Saules sistēmas parādībām: gigantiska gāzveida aste, līdzīga komētas astei, kurā dominē nātrija atomi, kas mirdz dzeltenīgā nokrāsā.
Šī struktūra, kas pazīstama kā dzīvsudraba nātrija līmeTā ir tik milzīga, ka pati planēta šķiet ļoti līdzīga lielākajai "komētai" Saules sistēmā. Pārsteidzoši ir tas, ka mēs nerunājam par jaunatklātu kuriozu; astronomi to jau gadu desmitiem pēta ar uz zemes bāzētiem teleskopiem, kosmosa kuģiem un specializētām kamerām, lai gan tā laiku pa laikam atkal parādās plašsaziņas līdzekļos, it kā tā būtu kaut kas pilnīgi jauns.
Kas ir Merkura nātrija aste un kā tā tika atklāta?
Ideja, ka Merkuram varētu būt gāzveida aste, neradās no zila gaisa: tā tika apsvērta jau 1980. gs. astoņdesmitajos gados. Teorētiskie modeļi liecināja, ka planētai vajadzētu atstāt aiz sevis daļiņu taku.Šīs prognozes liecināja, ka eksosfēra — Merkura īpaši plānā "atmosfēra" — varētu izstiepties kosmosā iegarenas takas veidā.
Tomēr tikai 2001. gadā šī hipotēze tika novērojumos apstiprināta. Toreiz tas tika panākts lai skaidri noteiktu milzīgo ar nātriju saistīto asti Merkura eksosfērāIzmantojot ļoti specifiskus filtrus un attēlveidošanas metodes, Merkurs pārstāja būt tikai "tuvākā planēta Saulei" un kļuva par īstu akmeņainu komētu.
Kopš tā laika dažādas pētnieku komandas ir precizējušas mērījumus. Aste sasniedz patiesi milzīgu garumu: tā stiepjas apmēram desmitiem miljonu kilometru aiz planētasŠie skaitļi krietni pārsniedz pašas Zemes izmērus. Patiesībā daži aprēķini liecina par garumiem, kas aptuveni simts reižu pārsniedz Zemes diametru, sniedzot priekšstatu par to kolosālo mērogu.
Liela daļa sīkākas informācijas par šo asti ir iegūta no kosmosa misijām, kas veltītas Merkuram. NASA zonde MESSENGER, kas atradās orbītā ap planētu no 2011. līdz 2015. gadam, Tas sniedza atkārtotus novērojumus, kas ļāva izsekot astes evolūcijai gar Merkura orbītu.apstiprinot, ka tā spilgtums un apjoms regulāri mainās.
Kāpēc dzīvsudrabam ir aste: nātrija un citu elementu loma
Lai izprastu šo parādību, mums jāsāk ar Merkura eksosfēru — apvalku, kas ir tik plāns, ka tam nav nekādas līdzības ar Zemes blīvo atmosfēru. Pat ja tā, tajā ir dažādu elementu, piemēram, nātrija, kalcija vai magnija, atomi, ko nepārtraukti atrauj no virsmas saules starojuma un pastāvīgās mikrometeorītu bombardēšanas rezultātā.
Merkurs atrodas tik tuvu Saulei, ka tā paša gaismas spiediens, kas pazīstams kā radiācijas spiediens, darbojas kā sava veida kosmiskā elpa. Šis spiediens spēj izgrūst atsevišķus atomus no eksosfēras kosmosāĪpaši nātrija atomi, kas ļoti efektīvi reaģē uz šo grūdienu. Rezultāts ir daļiņu plūsma, kas stiepjas tālu no planētas, vairāk vai mazāk orientēta pretējā virzienā nekā Saule.
Nātrijs spēlē vadošo lomu vairāku iemeslu dēļ. Pirmkārt, šie atomi Tie ļoti efektīvi izkliedē Saules dzelteno gaismu.Tas padara asti izcilu šajā viļņu garuma diapazonā. Turklāt nātrijs uz Merkura virsmas ir relatīvi bagātīgs un viegli izdalās, kad ultravioletais starojums un mikrometeorīts iedarbojas uz karstumu un erodē virsmas materiālu.
Tas nenozīmē, ka aste sastāv tikai no nātrija. Patiesībā tā ir sarežģīta struktūra, kas satur citus elementus, taču ilgstošas ekspozīcijas novērojumos dominē nātrijs, jo Tā dzeltenīgais mirdzums izceļas daudz vairāk nekā citu komponentu mirdzums.Tāpēc, runājot par Merkura nātrija asti, mēs izceļam visredzamāko kanālu, ne obligāti vienīgo.
Kosmosa kuģi un teleskopi ir apstiprinājuši, ka šī matērijas plūsma nav nemainīga; tā mainās atkarībā no planētas atrašanās vietas, Saules vēja stāvokļa un mazu daļiņu triecienu intensitātes. Šīs izmaiņas rada ievērojamas izmaiņas astes spilgtumā un redzamajā garumāko var atklāt ar atbilstošām metodēm.
Maksimālais spilgtums: 16 dienu nozīme ap perihēliju
Viena no interesantākajām norādēm, ko atklāj novērojumi, ir Merkura nātrija aste. Tas ne vienmēr spīd ar vienādu intensitātiPastāv ļoti skaidra likumsakarība, kas saistīta ar planētas pozīciju tās eliptiskajā orbītā ap Sauli un jo īpaši ar tās šķērsošanu perihēlijā, punktā, kur tā atrodas vistuvāk mūsu zvaigznei.
Pētījumi, kas iegūti no MESSENGER, un novērojumi no Zemes liecina, ka aste sasniedz savu maksimālo spožumu. kad Merkurs atrodas aptuveni ±16 dienu attālumā no tā perihēlijaTas ir, apmēram sešpadsmit dienas pirms un sešpadsmit dienas pēc tās tuvākās tuvošanās Saulei astes spilgtums var ievērojami palielināties, salīdzinot ar citiem laikiem orbitālajā ciklā.
Aiz šīs uzvedības slēpjas smalki efekti, kas saistīti ar Saules spektru un relatīvo kustību starp planētu un novērotāju. Jo īpaši Nātrija absorbcijas līniju Doplera nobīde Saules gaismai ir būtiska loma. Nelielas Merkura radiālā ātruma izmaiņas maina to, kā saules gaisma, filtrējoties caur šīm līnijām, apgaismo un liek astei spīdēt.
Kad ir atbilstoši orbitālie apstākļi, nātrija emisijas intensitāte var palielināties līdz vietai, kur aste Tas var izskatīties līdz pat desmit reizēm spilgtāks nekā mazāk labvēlīgās fāzēsTas izskaidro, kāpēc astrofotogrāfi un pētnieku komandas īpaši iekāro noteiktus datumus, plānojot savas novērošanas kampaņas ap šiem paredzamajiem spožuma maksimumiem.
apmēram 88 dienas Šis ir laiks, kas nepieciešams, lai Merkurs veiktu vienu apriņķojumu ap Sauli, tāpēc šīs maksimālā spilgtuma iespējas rodas periodiski visa gada garumā. Katrs aptuveni 16 dienu logs no perihēlija faktiski kļūst par "sezonu", lai novērotu un pētītu milzu nātrija halo, kas pavada planētu.
Novērojumi no Zemes: iespaidīgas Merkura astes fotogrāfijas
Pēdējos gados jutīgu digitālo kameru, relatīvi pieticīgu teleskopu un īpašu filtru kombinācija ir ļāvusi to izdarīt. ne tikai profesionālas observatorijas, bet arī augsti attīstīti amatieru astronomi var fotografēt Merkura asti no savām mājām vai privātām observatorijām.
Spilgts piemērs ir attēls, ko ieguvis astrofotografs Andrea Alesandrini no Veroli, Itālijas. No sava balkona, izmantojot refraktora teleskopu ar tikai 66 mm diafragmas atvērumu un Pentax K3-II kameru, viņš varēja ierakstiet dzeltenīgo nātrija pēdas vienā ekspozīcijā vairāku minūšu laikāko atbalsta filtrs, kura centrā ir nātrija raksturīgais viļņa garums. Bez šī filtra aste būtu praktiski neredzama uz fona debesīm.
Citā novērojumu kampaņā Stīvens Belavija iemūžināja tikpat iespaidīgu attēlu no Sarijas, Virdžīnijas štatā. Šajā gadījumā aste sniedzās apkārt 24 miljoni kilometru aiz Merkura, gigantiska struktūra, ko nevar novērtēt ar neapbruņotu aci, bet kas ir skaidri redzama, apvienojot labu izsekošanu, ilgu ekspozīcijas laiku un šaurjoslas 589 nm filtru.
Lai to panāktu, Bellavia izmantoja motorizētu ekvatoriālo stiprinājumu un dažādus objektīvus: no 100 mm Canon objektīva līdz 90 mm refraktoram, uzkrājot vairākas ekspozīcijas no 30 līdz 60 sekundēm. Kā viņš pats skaidro, triks bija lai kalns sekotu pašam Merkuram un ne tikai debesu šķietamā kustība, lai no astes nākošie fotoni summētos tieši uz vieniem un tiem pašiem pikseļiem.
Šie eksperimenti pierāda, ka zem tumšām debesīm un pareizajos datumos no Zemes virsmas ir iespējams lai skaidri uztvertu Merkura nātrija pēdasTomēr tas nav viegls uzdevums: tas prasa pacietību, rūpīgu plānošanu un atbilstošu aprīkojumu, lai filtrētu spektra joslu, kur nātrijs izstaro visintensīvāk.
Kā fotografēt nātrija astes: filtri un tehnika
Merkura astes atklāšanas atslēga ir a izmantošana. šaurjoslas filtrs ar centru pie 589 nmViļņa garums, kas atbilst nātrija emisijas līnijām. Šie filtri laiž cauri ļoti šauru spektra joslu, bloķējot lielu daļu fona debesu gaismas un īpaši pastiprinot nātrija spilgtumu astē.
Piemēram, Bellavia gadījumā tika izmantots 589 nm filtrs ar joslas platumu tikai 10 nm. Tas nozīmē, ka tiek izmantota tikai neliela daļa gaismas, kas sasniedz sensoru, tāpēc Ir nepieciešams uzkrāt daudzas relatīvi ilgas ekspozīcijas lai panāktu dziļu attēlu, kur aste izskatās labi definēta.
Tā kā šie filtri bieži vien nav izstrādāti, ņemot vērā standarta astronomisko piederumu formātus, dažiem entuziastiem ir nācies improvizēt risinājumus. Viena izplatīta pieeja ir izmantot 3D drukāšanu, lai izveidotu pielāgoti gredzeni vai adapteri, kas ļauj filtru piestiprināt pie objektīva vai teleskopa caurulei, tāpat kā pats Bellavia to darīja ar drauga palīdzību.
Arī uztveršanas tehnika prasa smalkjūtību. Ir ļoti svarīgi, lai izsekošanas sistēma būtu kalibrēta, lai sekotu Merkura kustībai, pretējā gadījumā Astes fotoni tiktu izkliedēti pa dažādiem pikseļiem. Visas ekspozīcijas laikā vāji dzeltenā svītra pazustu trokšņos. Turklāt vislabāk ir sākt fotografēt, kad debesis jau ir pietiekami tumšas, bet pirms planēta pietuvojas pārāk tuvu horizontam.
Daudzās šāda veida sesijās fotogrāfiem rodas sajūta, ka viņi varēja iegūt vairāk datu; noderīgais laika posms ir ierobežots krēslas debesu spilgtuma un Merkura zemā augstuma dēļ. Tie nosaka diezgan šauru novērošanas logu.Tomēr, ja apstākļi ir piemēroti, iegūtie attēli ir vieni no unikālākajiem, ko var sasniegt planētu astrofotogrāfijā.
MESSENGER, STEREO un astes zinātniskais pētījums
Papildus iespaidīgajām fotogrāfijām dziļāka izpratne par Merkura nātrija asti balstās uz vairāku kosmosa misiju darbu. Starp tām izceļas MESSENGER, kas vairākus gadus riņķo ap planētu un Tā nepārtraukti vāca datus par savu eksosfēru un tās tiešo apkārtni., ļaujot astes variācijas saistīt ar Saules aktivitāti un orbītas pozīciju.
MESSENGER analīze ir parādījusi, kā aste maina formu un spilgtumu, Merkuram pārvietojoties ap Sauli, apstiprinot, ka pastāv ļoti definēts spilgtuma palielināšanās un samazināšanās modelisŠie novērojumi ir arī palīdzējuši pētīt atomu atbrīvošanās mehānismus no virsmas un precizēt mijiedarbības modeļus starp saules vēju un akmeņainiem ķermeņiem bez blīvas atmosfēras.
Vēl viena svarīga misija ir STEREO — NASA Saules teleskopu kopums, kas cita starpā kopš 2008. gada ir reģistrējis Merkura astes klātbūtni. STEREO dati ļāva sekot šai struktūrai noteiktā attālumā, plašākā kontekstā ap Saulipapildinot MESSENGER mērījumus uz vietas.
Dažreiz šo misiju rezultāti ir nonākuši ziņu virsrakstos, it kā šī parādība būtu jaunatklāta, lai gan patiesībā Tie bija uzlabojumi vai jaunas perspektīvas par kaut ko tādu, kas bija zināms kopš gadsimta sākuma.Tas ir pamudinājis zinātnes komunikācijas aprindās pārdomas par to, kā kosmosa ziņas tiek paziņotas plašai sabiedrībai.
Papildus šīm mediju niansēm zinātniskais mantojums ir stabils: Merkura nātrija aste ir kļuvusi par Dabiska laboratorija kosmosa erozijas procesu, eksosfēras dinamikas un Saules vēja ietekmes izpētei uz akmeņainiem ķermeņiem, ar sekām, kas sniedzas tālu aiz pašas planētas robežām.
Merkura aste un citas nātrija astes Saules sistēmā
Lai gan Merkurs saņem lielu uzmanību, nātrija klātbūtne apvalku vai astes veidā nav raksturīga tikai šai planētai. Filtri ar centru pie 589 nm ir izmantoti, lai atklāt nātrija struktūras, kas saistītas ar pašu Sauli, komētām un citiem ķermeņiem Saules sistēmas, kas piedāvā diezgan plašu pētījumu lauku.
Komētu gadījumā uzkrītošas nav tikai putekļu un gāzes astes; ir novērotas arī citas iezīmes. nātrija bagātas sastāvdaļas, kas izstaro vienā spektra diapazonāpiešķirot nianses jau tā sarežģītajam attēlam par vairākām astēm, ko attēlo dažas komētas. Šāda veida novērojumi ir bijuši svarīgi, piemēram, kampaņās, kas veltītas spožām komētām, kuras var redzēt ar neapbruņotu aci.
Vēl viens ievērojams piemērs ir Io, Jupitera vulkāniskais pavadonis. Izvirdumi, kas izpūš materiālu kosmosā, rada sava veida nātrija mākoni vai dūmaku ap Jupitera sistēmu, tāpēc Jupiteru apņem pat dzeltenīgs nātrija mirdzums. pēc intensīvas vulkāniskās aktivitātes epizodēm uz Io.
Pat uz Zemes Mēness noteiktos apstākļos ir redzamas vājas nātrija pēdas, kas stiepjas kosmosā un ir novērojamas pat ar ļoti specifiskiem filtriem. Šie gadījumi pierāda, ka Nātrijs ir lielisks erozijas procesu un materiālu noplūdes marķieris. no akmeņainām un apledojušām virsmām visā Saules sistēmā.
Attālākā līmenī nātrija noteikšana eksoplanētu atmosfērās un eksosfērās paver interesantu logu: šī elementa absorbcijas līnijas tiek izmantotas, lai izpētīt sastāvu akmeņainas eksoplanētas un gāzveida ap citām zvaigznēmkā arī lai mērītu sarkanās nobīdes, kas palīdz noteikt ātrumus un galu galā Visuma kosmoloģiskās iezīmes.
Merkurs kā milzu "komēta" un plašsaziņas līdzekļu loma
Viens no visbiežāk atkārtotajiem salīdzinājumiem ir tāds, ka, aplūkojot ar atbilstošu filtru un ekspozīcijas laiku, Merkurs uzvedas tā, it kā tas būtu kolosāla komētaŠī aste, miljoniem kilometru gara un kurā dominē nātrijs, diezgan labi atbilst mūsu mentālajam priekšstatam par komētām, kuru pēdas ir vērstas prom no Saules.
Patiesībā daži zinātnes komunikatori nav vilcinājušies apgalvot, ka lielākā komēta Saules sistēmā patiesībā ir šī mazā akmeņainā planēta. Šis apgalvojums, lai arī nedaudz provokatīvs, kalpo, lai lai parādītu sabiedrībai, cik neticami gara ir Merkura aste un lauzt ideju, ka tikai "vecmodīgām" komētām var būt redzamas astes.
Vienlaikus šī parādība ir kļuvusi par labu piemēru tam, kā mūsdienās darbojas zinātnes ziņu cikli. Ikreiz, kad plašsaziņas līdzekļos nonāk tāda misija kā STEREO vai jauns pārsteidzošs attēls, nav nekas neparasts atrast virsrakstus, kuros Merkura aste tiek attēlota kā jaunatklāts pārsteigums, ignorējot to, ka... Tas ir dokumentēts un detalizēti pētīts kopš 2000. gadu sākuma..
Tas ir licis dažiem zinātnes komunikatoriem pārdomāt preses relīžu lomu, sensacionālismu un jau zināmu ziņu atkārtošanu. Kad preses relīzēs pārspīlē rezultātu jaunumu vai ietekmi, sekojošā rakstu un sociālo mediju ierakstu kaskāde mēdz... pastiprināt sagrozītu priekšstatu par to, kas patiesībā ir sasniegtsapgrūtinot sabiedrībai atšķirt patiesi revolucionārus sasniegumus no jau labi zināmu parādību pilnveidojumiem.
Pat ar šīm informatīvajām sarežģītībām interese, ko Merkura aste izraisa entuziastu un ziņkārīgo vidū, liecina, ka tā joprojām ir ļoti vērtīgs instruments, lai plašākai sabiedrībai iepazīstinātu ar tādām tēmām kā Saules un planētas mijiedarbība, Saules vēja fizika vai akmeņainu eksoplanētu izpēte, izmantojot ķīmiskas pazīmes, piemēram, nātriju.
Merkura nātrija astes stāsts ilustrē, kā šķietami neuzkrītoša planēta var slēpt kolosālu struktūru, ko virza saules gaisma, kā sadarbība starp kosmosa misijām un astrofotogrāfiem ir ļāvusi detalizēti rekonstruēt tās periodisko uzvedību un kā nātrijs ir kļuvis par gaismas pavedienu, kas palīdz mums sekot šai milzīga mēroga gāzes takai, kas mūsdienu zinātnes acīs pārveido mazāko no planētām par iespaidīgu akmeņainu "komētu".
