science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Aardse stofwolksatellieten bevestigd

Artistieke impressie van de Kordylewski-wolk aan de nachtelijke hemel (met een sterk verbeterde helderheid) ten tijde van de waarnemingen. Krediet:G. Horváth

Een team van Hongaarse astronomen en natuurkundigen heeft mogelijk twee ongrijpbare stofwolken bevestigd, in semi-stabiele punten slechts 400, 000 kilometer van de aarde. De wolken, voor het eerst gerapporteerd door en genoemd naar de Poolse astronoom Kazimierz Kordylewski in 1961, zijn uitzonderlijk zwak, dus hun bestaan ​​is controversieel. Het nieuwe werk verschijnt in het journaal Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Het aarde-maansysteem heeft vijf stabiliteitspunten waar zwaartekrachten de relatieve positie van objecten die zich daar bevinden handhaven. Twee van deze zogenaamde Lagrange-punten, L4 en L5, een gelijkzijdige driehoek vormen met de aarde en de maan, en rond de aarde bewegen terwijl de maan langs zijn baan beweegt.

L4 en L5 zijn niet helemaal stabiel, omdat ze worden verstoord door de aantrekkingskracht van de zon. Niettemin wordt aangenomen dat het locaties zijn waar interplanetair stof kan worden verzameld, in ieder geval tijdelijk. Kordylewski observeerde in 1961 twee nabijgelegen stofclusters op L5, met verschillende rapporten sindsdien, maar hun extreme zwakte maakt ze moeilijk te detecteren en veel wetenschappers twijfelden aan hun bestaan.

In een paper eerder dit jaar heeft het Hongaarse team, onder leiding van Gábor Horváth van de Eötvös Loránd University, gemodelleerd de Kordylewski-wolken om te beoordelen hoe ze zich vormen en hoe ze kunnen worden gedetecteerd. De onderzoekers waren geïnteresseerd in hun uiterlijk met behulp van polarisatiefilters, die licht doorlaten met een bepaalde trillingsrichting, vergelijkbaar met die op sommige soorten zonnebrillen. Verstrooid of gereflecteerd licht is altijd min of meer gepolariseerd, afhankelijk van de hoek van verstrooiing of reflectie.

Patroon van de polarisatiehoek van de lucht rond het L5 Lagrange-punt van het aarde-maansysteem, gemeten door beeldvormende polarimetrie in het groene (550 nm) spectrale bereik om 01:14:15 UT op 19 augustus 2017. De positie van het L5-punt wordt weergegeven door een witte stip. Op deze foto is het centrale gebied van de Kordylewski-stofwolk zichtbaar (felrode pixels). De rechte schuine lijnen zijn sporen van satellieten. Krediet:J. Slíz-Balogh

Vervolgens gingen ze op zoek naar de stofwolken. Met een lineair polariserend filtersysteem bevestigd aan een cameralens en CCD-detector in het particuliere observatorium van Slíz-Balogh in Hongarije (Badacsonytördemic), de wetenschappers namen belichtingen van de vermeende locatie van de Kordylewski-wolk op het L5-punt.

De beelden die ze verkregen tonen gepolariseerd licht dat wordt gereflecteerd door stof, die zich ver buiten het gezichtsveld van de cameralens uitstrekt. Het waargenomen patroon komt overeen met voorspellingen van dezelfde groep onderzoekers in een eerder artikel en komt overeen met de vroegste waarnemingen van de Kordylewski-wolken zes decennia geleden. De groep van Horváth kon optische artefacten en andere effecten uitsluiten, wat betekent dat de aanwezigheid van de stofwolk wordt bevestigd.

Judit Slíz-Balogh zegt over hun ontdekking:"De Kordylewski-wolken zijn twee van de moeilijkste objecten om te vinden, en hoewel ze zo dicht bij de aarde staan ​​als de maan, worden ze grotendeels over het hoofd gezien door onderzoekers in de astronomie. Het is intrigerend om te bevestigen dat onze planeet stoffige pseudo-satellieten in een baan om de aarde heeft naast onze maanbuur."

Gezien hun stabiliteit, de L4- en L5-punten worden gezien als potentiële locaties voor ruimtesondes in een baan om de aarde, en als overslagstations voor missies die het bredere zonnestelsel verkennen. Ook zijn er voorstellen om vervuilende stoffen op de twee punten op te slaan. Toekomstig onderzoek zal kijken naar L4 en L5, en de bijbehorende Kordylewski-wolken, om te begrijpen hoe stabiel ze werkelijk zijn, en of hun stof een bedreiging vormt voor zowel apparatuur als toekomstige astronauten.

Mozaïekpatroon van de polarisatiehoek rond het L5-punt (witte stip) van het Aarde-Maansysteem. De vijf rechthoekige vensters komen overeen met de beeldvelden van de beeldvormende polarimetrische telescoop waarmee de polarisatiepatronen van de Kordylewski-stofwolk werden gemeten. Krediet:J. Slíz-Balogh