GIF wysłany na Twitter w zeszłym tygodniu uchwycił intrygujący widok: czarno-białą scenę „śnieżycy” na powierzchni odległej komety.
Scena jest klipem, który użytkownik Twittera landru79 utworzył niedawno z 25-minutowych zdjęć z archiwów Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Uchwycone 1 czerwca 2016 r. Przez statek kosmiczny Rosetta, obrazy przedstawiają wysokie klify gumowo-złotej komety 67P / Churyumov – Gerasimenko otoczonej czymś, co wygląda jak padający śnieg.
Seria obrazów wywołała ostatnio poruszenie i wywołała szerzące się spekulacje co do przyczyny. Podczas gdy widok jest prawdziwy, „śnieżyca” jest w dużej mierze iluzją - szaloną kombinacją widocznego ruchu gwiazdy w tle oraz pyłu i promieni kosmicznych na pierwszym planie. Jak pisze Mark McCaughrean, starszy doradca ds. Nauki i eksploracji w ESA, w e-mailu do Smithsonian.com: „Rzeczy nie są takie, jak się wydają”.
W 2014 roku Rosetta ESA weszła na orbitę wokół Komety 67P, stając się pierwszą, która okrążyła mroźną kosmiczną skałę. Przez dwa lata krążył wokół komety, zbierając imponujące dane w tym procesie, który przesłał z powrotem na Ziemię. ESA niedawno opublikowała niektóre z tych zapierających dech w piersiach zdjęć, co spowodowało, że nowy GIF jest oszałamiający.
Siłą napędową śnieżnej iluzji jest gęste tło gwiazd, które wydają się tworzyć zasłonę padającego śniegu w oddali. „Ale oczywiście nie spadają”, pisze McCaughrean. Ruch gwiazd jest wynikiem kombinacji zmieniającej się pozycji Rosetty, gdy przyciąga ona każde zdjęcie i ruch obrotowy komety.
Po prawej stronie obrazu są gwiazdy z konstelacji Canis Major. A w lewym górnym rogu obrazu pojawia się gromada gwiazd NGC 2362. McCaughrean zidentyfikował ten żywy pakiet gwiazd, który leży około 4500 lat świetlnych od Ziemi, za pomocą strony internetowej astrometry.net.
McCaughrean zauważa, że aby stworzyć ten przyspieszony GIF, landru79 obróciłby oryginalne obrazy o 90 stopni. Bez tego obrotu „gwiazdy śniegu” poruszałyby się na boki ”, pisze. „Oczywiście, ponieważ w przestrzeni kosmicznej nie ma ani góry, ani dołu, Landru79 zdecydował się obrócić sekwencję, ale sugeruje, że był to celowy wybór estetyczny, który pomógł stworzyć iluzję”.
Większość drobinek na pierwszym planie GIF to tak naprawdę cząstki unoszące się daleko od Komety 67P - a nie na powierzchni lodowego świata. Rosetta zrobiła zdjęcia, krążąc w odległości około 13 kilometrów (8 mil). Jak mówi McCaughrean, z tej odległości kamera OSIRIS statku nie ma czułości i rozdzielczości, aby wychwycić cząsteczki pyłu latające bezpośrednio nad powierzchnią komety.
Ten „śnieg” na pierwszym planie jest prawdopodobnie częścią zamglonej otoczki pyłu, zwanej śpiączką, która zwykle tworzy się wokół centralnego lodowego ciała lub jądra komety. Gdy komety przechodzą blisko Słońca, emanujące ciepło powoduje, że część lodu zamienia się w gaz, który wytwarza kłębek pyłu wokół lodowego jądra.
A komecie 67P z pewnością nie brakuje pyłu. McCaughrean zauważa, że kometa ma masę w około 80 procentach i tylko 20 procentach lodu. Ta zakurzona obfitość sugeruje również, że większość smug na pierwszym planie to cząsteczki pyłu, a nie woda lub lód z dwutlenkiem węgla.
Pozorny „trzepotanie” ruchem tych cząstek jest w dużej mierze zasługą ruchu statku kosmicznego przez śpiączkę 67P. Jak pisze McCaughrean: „Myślę, że przeważa ruch od dolnego prawego do górnego lewego, co sugeruje, że ruchy nie są przypadkowe, jak można się spodziewać w chmurze powolnego pyłu otaczającego kometę”.
Ponieważ obrazy są skompresowane do postaci krótkiego pliku GIF, akcja pojawia się znacznie, znacznie szybciej niż w czasie rzeczywistym. Oto (nieco) wolniejsza wersja Użytkownik Twittera Avi Solomon opublikował:
Ryan F. Mandelbaum dla Gizmodo pisze, że niektóre z tych smug mogą być również wynikiem uderzenia w kamerę cząstek o wysokiej energii. Ale McCaughrean uważa, że wkład tego efektu, znany jako zdarzenia promienia kosmicznego, jest niewielki.
Ostatnim znaczącym szczegółem, który pokazuje, że efekt jest bardziej iluzoryczny niż śnieżyca, jest względna ilość „śniegu” na pierwszym planie i w tle. Gwiazdy tworzą gęsto cętkowane tło, podczas gdy tylko kilka przebłysków bieli wydaje się przesuwać po powierzchni komety. Jeśli naprawdę była to „burza śnieżna”, oba powinny wydawać się bardziej jednakowo zaludnione.
„A jednak to wszystko jest prawdziwe: nic fałszywego”, pisze McCaughrean. „W ten sposób niezwykle potężne złudzenie optyczne, w którym ludzie zapisują coś znanego z Ziemi ... na kosmicznej scenie.”
