science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Turen door de wolken van Earths Evil Twin verrast NRL-hemelwachters

Als je in juli 2020 langs Venus vliegt, Het WISPR-instrument van Parker Solar Probe, afkorting van Wide-field Imager voor Parker Solar Probe, ontdekte een heldere rand rond de rand van de planeet die mogelijk nachtgloed is - licht uitgezonden door zuurstofatomen hoog in de atmosfeer die recombineren tot moleculen aan de nachtzijde. Het prominente donkere kenmerk in het midden van het beeld is Aphrodite Terra, het grootste hooglandgebied op het oppervlak van Venus. Heldere strepen in WISPR, zoals die hier te zien zijn, worden meestal veroorzaakt door een combinatie van geladen deeltjes -- kosmische straling genoemd -- zonlicht dat wordt gereflecteerd door korrels ruimtestof, en materiaaldeeltjes die uit de structuren van het ruimtevaartuig worden verdreven na een botsing met die stofkorrels. Het aantal strepen varieert langs de baan of wanneer het ruimtevaartuig met verschillende snelheden reist, en wetenschappers zijn nog steeds in discussie over de specifieke oorsprong van de strepen hier. De donkere vlek die op het onderste deel van Venus verschijnt, is een artefact van het WISPR-instrument. Krediet:NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory/Guillermo Stenborg en Brendan Gallagher

Wetenschappers van het U.S. Naval Research Laboratory hebben onlangs achter hun oren gekrabd over een bekend gezicht in de lucht. Venusbeelden zijn niets nieuws, maar een zonnesonde verraste de onderzoekers door door de wolken van de planeet te kijken. NRL's Wide-field Imager voor Parker Solar Probe (WISPR) nam vorig jaar een verbluffend beeld van de hemelse buur Venus van de aarde, waardoor onderzoekers op zoek gingen naar antwoorden over hoe wat ze zagen mogelijk was. Verwacht alleen de karakterloze Venusiaanse wolken te zien, het NRL WISPR-team was in plaats daarvan geschokt door wat ze zagen.

"Het raadselachtige deel is, we verwachtten voornamelijk de Venusiaanse wolken in beeld te brengen, maar in plaats daarvan kon WISPR door de wolken turen om het oppervlak in beeld te brengen, "Mark Linton, doctoraat, die werkt in de sectie Heliophysics Theory and Modelling van NRL, zei. "Aan de ene kant, WISPR is erg gevoelig voor zichtbaar licht. Met zichtbare, we verwachten alleen wolken te zien; anderzijds, WISPR is veel minder gevoelig voor infrarood licht, maar de infrarode emissie van het oppervlak wordt gemakkelijk door de wolken overgebracht."

Venus, soms de "boze tweeling" van de aarde genoemd omdat beide planeten ongeveer even groot zijn, wordt geteisterd door een giftige kooldioxide-atmosfeer en een oppervlaktetemperatuur van 878 graden Fahrenheit (470 graden Celsius), heet genoeg om lood te smelten.

WISPR is het enige beeldvormingsinstrument op de NASA Parker Solar Probe-missie en is ontworpen bij NRL. WISPR registreert zichtbaar lichtbeelden van de zonnecorona en heliosfeer, de uitgestrekte, bubbelachtig gebied van de ruimte dat de zon omringt en wordt gecreëerd met een paar overlappende camera's.

Het instrument legde het beeld vast van de nachtzijde van Venus vanaf een afstand van 7, 693 mijl (12, 380 kilometer) tijdens de derde zwaartekrachtondersteuning van de hete, helse en vulkanische planeet 11 juli 2020, wiens oppervlak wordt weergegeven als de lichte en donkere kenmerken in deze afbeelding. De grote donkere kenmerken zijn de bergen van Aphrodite Terra, een hooglandgebied, ongeveer half zo groot als Afrika, gelegen nabij de evenaar van de planeet.

Linton zei, ze proberen erachter te komen of deze afbeeldingen afkomstig zijn van de infraroodemissie van het oppervlak of dat ze het oppervlak in zichtbaar licht afbeelden.

"Of de verschillen in helderheid te wijten zijn aan verschillen in het zichtbare licht dat wordt uitgestraald door verschillende chemische samenstellingen van het oppervlak, of als ze te wijten zijn aan verschillen in het infraroodlicht dat wordt uitgestraald door verschillende oppervlaktetemperaturen, waar de donkere kenmerken koelere bergachtige kenmerken vertegenwoordigen, en de heldere kenmerken zijn warmere valleien, we weten het gewoon niet zeker, "Zei Linton. "Hoe dan ook, dit is een fascinerende wetenschappelijke kans voor ons."

Net als Icarus, de in augustus 2018 gelanceerde Parker Solar Probe is op een missie om dichter bij de zon te vliegen dan enig eerder ruimtevaartuig. Maar onderweg, de sonde moet in totaal zeven keer langs Venus vliegen, met elke passage die het ruimtevaartuig dichter bij de zon trekt. En hoewel de sonde is afgestemd op het bestuderen van de zon, als een ruimtevaartuig toch langs onze "boze tweeling"-planeet moet, het team dacht dat het net zo goed de instrumenten aan kon zetten.

"Dit soort waarnemingen worden voor ons altijd als een wetenschappelijke bonus beschouwd, "Karel Battams, doctoraat, zei een computationele wetenschapper in de sectie Heliospheric Physics van NRL. "Ze maken geen deel uit van onze nominale missie, maar kan vaak enkele van de meest verrassende resultaten opleveren."

In februari 2021, WISPR voltooide zijn vierde Venus-flyby, een manoeuvre waarbij de zwaartekracht van de planeet wordt gebruikt om de sonde dichter bij de zon te trekken. Tijdens zijn laatste twee banen rond de zon, de dichtste nadering reikte tot 8, 400, 000 mijl boven het oppervlak van de zon.

WISPR komt straks nog dichter bij de zon. De volgende dichte nadering is gepland voor 29 april, op dat moment zal het net iets minder dan 6 bereiken, 500, 000 mijl van het oppervlak van de zon.

Linton zei, "WISPR betreedt nieuwe wegen met elke baan, in het bijzonder na elke flyby van Venus waar het een record vestigt voor de dichtste nadering door een ruimtevaartuig naar het zonneoppervlak, waardoor we voorheen ontoegankelijke gebieden dicht bij de oorsprong van de zonnewind kunnen bestuderen."

Terwijl de sonde door het binnenste zonnestelsel zoeft, de implicaties van zijn ontdekkingen zullen een aanzienlijke impact hebben op marineoperaties die afhankelijk zijn van GPS en over-the-horizonradar.

"Deze gereedschappen kunnen worden beschadigd door de ruimteweereffecten als gevolg van de interactie van de magnetosfeer van de aarde met de zonnewind en met coronale massa-ejecties, "Zei Linton. "Ons onderzoek naar de bronnen van deze verschijnselen maakt deel uit van een bredere inspanning om vroegtijdige waarschuwingscapaciteiten te ontwikkelen om marine- en DoD-middelen tegen deze effecten te beschermen."

WISPR heeft voor veel onverwachte bonussen gezorgd, inclusief uitzicht op Venus en verschillende kometen, en het verschaffen van nieuwe inzichten in de stofverdeling in de nabije zonomgeving.

"WISPR is zeker niet ontworpen voor het observeren van zonnestelselobjecten zoals planeten en kometen, maar we proberen altijd te profiteren van elke kans die we hebben om nieuwe wetenschap te krijgen", zei Battams. "De recente beelden van Venus zijn een perfect voorbeeld van waarom we dit doen!"

Parker Solar Probe is ontworpen, gebouwd, en wordt nu beheerd door het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory en maakt deel uit van NASA's Living with a Star-programma om aspecten van het zon-aarde-systeem te onderzoeken die rechtstreeks van invloed zijn op het leven en de samenleving. Living with a Star wordt beheerd door het Goddard Space Flight Center van het bureau in Greenbelt, Maryland, voor NASA's Science Mission Directorate in Washington.