Wetenschappers van FEFU ontwikkelen een methode om de verhouding van stof en gas in coma's en staarten van kometen te berekenen. Dit zal meer onthullen over de geschiedenis van het zonnestelsel en zijn ontwikkeling, evenals om de processen te begrijpen die deelnamen aan verschillende stadia van universele evolutie.

Een team van wetenschappers van de Far Eastern Federal University (FEFU) onder toezicht van de astrofysicus Evgenij Zubko, doctoraat, een hoofdwetenschapper van de School of Natural Sciences van FEFU, probeert een fundamenteel probleem van de moderne astrofysica op te lossen:het beoordelen van de reflectiviteit van kosmische stofdeeltjes en hun vermogen om sterlicht te verstrooien. Om dit te doen, de wetenschappers bestuderen de optische eigenschappen van stofdeeltjes in de coma's en staarten van kometen.

De methodologie die in ontwikkeling is, is gebaseerd op het Umov-effect - een omgekeerde correlatie tussen de reflectiviteit van een lichaam en de mate van lineaire polarisatie van het licht dat erdoor wordt verstrooid. Hoe helderder een object, hoe lager de polarisatie. Deze relatie werd voor het eerst geformuleerd door de Russische natuurkundige Nikolay Umov in 1905.

Volgens Evgenij Zubko, het Umov-effect werd voorheen alleen bestudeerd voor oppervlakken, zoals de maanregoliet en de oppervlakken van asteroïden. De verklaring van dit effect, gegeven in de jaren 60 en 70, uitgesloten de toepassing ervan op de individuele stofdeeltjes waaruit de regoliet bestaat. Echter, het team concludeerde dat het Umov-effect bijna evenzeer van toepassing is op individuele deeltjes en oppervlakken in het algemeen.

Eerder, de onderzoekers concludeerden dat het Umov-effect standhoudt in een homogene dunne wolk van ruimtestof. In het artikel dat op 11 juli is gepubliceerd, gedrukte uitgave van 2018 Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society , de wetenschappers suggereerden dat dit fysieke effect ook van toepassing zou kunnen zijn op wolken die kenmerkend zijn voor coma's en staarten van kometen bestaande uit twee soorten stofdeeltjes. Het Umov-effect zal naar verwachting ook worden waargenomen in driecomponentenwolken van kosmisch stof die typerend zijn voor protoplanetaire schijven.

Door de mate van lineaire polarisatie te bestuderen die wordt verkregen door zonlicht wanneer het wordt verstrooid door kometenstofdeeltjes, wetenschappers kunnen een betrouwbare schatting geven van het albedo of reflectiviteit van de deeltjes. Deze eigenschap is uiterst belangrijk voor het ophalen van de totale hoeveelheid stof die door een komeet wordt uitgestoten. De laatste parameter stelt de wetenschappers in staat om de bestaande methoden voor het schatten van de stof-tot-gas volumeverhouding in kometencoma te verbeteren. Dit is een van de belangrijkste kenmerken van de evolutie van kometen, bijvoorbeeld het zou de plaats in het zonnestelsel kunnen aangeven waar de komeet werd gevormd.

"Als we de verhouding kennen tussen de hoeveelheden uitgestoten stof en gas, we kunnen de evolutionaire stadia die verschillende kometen doorlopen en de omstandigheden van de vorming van het zonnestelsel beter begrijpen. Echter, terwijl het gemakkelijk is om het gasvolume in een komeet te berekenen, in het geval van stofdeeltjes, dit is veel ingewikkelder, " zei Evgenij Zubko. "Als we het zonlicht meten dat door de coma wordt weerkaatst, we moeten het aantal stofdeeltjes begrijpen dat bijdraagt ​​aan lichtverstrooiing. Hun albedo of reflectiviteit zijn de belangrijkste gegevens die we nodig hebben om deze vraag te beantwoorden. Echter, verschillende stofdeeltjes gedragen zich ook anders, en het verschil in reflectiviteit van donkere en heldere deeltjes in kometen kan meer dan 10 keer bedragen. Dit is tegenwoordig een veelvoorkomend probleem, die zich ook op andere gebieden van de astrofysica voordoet, zoals de evaluatie van materievolumes in protoplanetaire schijven rond andere sterren. We streven ernaar de waarde van dit albedo te begrijpen en gebruiken hiervoor aanvullende methoden, met name:polarimetrie om de mate van lineaire polarisatie te meten en, zo de reflectiviteit van kometenstofdeeltjes ophalen op basis van het Umov-effect."

Tijdens dit werk valt er nog veel te ontdekken. "We jagen letterlijk op een geest, ", zegt de wetenschapper. Hij wees er ook op dat om een ​​doorbraak op dit gebied van studies te bereiken, samenwerking tussen groepen astrofysici uit verschillende delen van de wereld nodig was.

De analysemethodologie op basis van het Umov-effect kan ook dienen als een sleutel tot het begrijpen van de vormings- en evolutieprocessen van andere planetaire systemen, en dus het zonnestelsel, ook. Volgens Evgenij Zubko, de waarde van het Umov-effect voor de wetenschap in het algemeen is even groot als het belang van de door Gustav Kirchhoff ontwikkelde spectrale analysemethode. Terwijl spectrale analyse de chemische samenstellingen van verre lichamen onthult op basis van het licht dat erdoor wordt gereflecteerd, het Umov-effect kan hun grootte onthullen.