Jau 1993. gadā Karls Sagans saskārās ar mīklu. Kosmosa kuģis Galileo pamanīja zibspuldzes, kas nāca no Zemes, un neviens nevarēja saprast, kādi tie ir. Viņi tos sauca par “spekulārām pārdomām” un parādījās virs okeāna apgabaliem, bet ne virs zemes.
Attēlus ir veikusi kosmosa zonde Galileo vienā no Zemes lidojošajiem gravitācijas palīglīdzekļiem. Galileo bija ceļā uz Jupiteru, un tā kameras tika pagrieztas atpakaļ, lai paskatītos uz Zemi no aptuveni 2 miljonu km attāluma. Tas viss bija daļa no eksperimenta, kura mērķis bija atrast dzīvi citās pasaulēs. Kā dzīva pasaule izskatās no attāluma? Kāpēc neizmantot Zemi kā piemēru?
Ātri virzoties uz 2015. gadu, kad Nacionālā okeanogrāfijas un atmosfēras pārvalde (NOAA) palaida klajā kosmosa kuģi Deep Space Climate Observatory (DSCOVER). DSCOVER uzdevums ir orbīt Zemei miljons jūdžu attālumā un brīdināt mūs par bīstamiem kosmosa laika apstākļiem. NASA ir jaudīgs instruments DSCOVER, ko sauc par Zemes polihromatisko attēlveidošanas kameru (EPIC.)
Katru stundu EPIC fotografē Zemes saules apspīdēto pusi, un šos attēlus var apskatīt EPIC vietnē. (Pārbaudiet, tas ir superīgi.) Cilvēki sāka pamanīt tos pašus zibspuldzes, ko redzēja Sagans, simtiem no tiem viena gada laikā. Arī par EPIC atbildīgie zinātnieki sāka tos pamanīt.
Viens no zinātniekiem ir Aleksandrs Maršaks, DSCOVR projekta zinātnieka vietnieks NASA Goddard kosmosa lidojumu centrā Grīnbeltā, Mērilendā. Sākumā viņš tos pamanīja tikai virs okeāna apgabaliem, tāpat kā Sagans to darīja pirms 25 gadiem. Tikai pēc tam, kad Maršaks sāka viņus izmeklēt, viņš saprata, ka arī Sagans viņus ir redzējis.
Jau 1993. gadā Sagans un viņa kolēģi uzrakstīja darbu, kurā apsprieda Galileo Zemes izpētes rezultātus. Tas ir tas, ko viņi teica par pamanītajām pārdomām: "Ir lieli zila okeāna plašumi un acīmredzamas krasta līnijas, un rūpīga attēlu pārbaude parāda [spoguļveidīga] atstarojuma reģionu okeānā, bet ne uz sauszemes."
Maršaks uzskatīja, ka zibspuldzēm varētu būt vienkāršs izskaidrojums. Saules gaisma triec gludu okeāna vai ezera daļu un atspoguļojas tieši atpakaļ pie sensora, piemēram, uzņemot zibspuldzi spogulī. Vai tas tiešām bija tik daudz noslēpumu?
Kad Maršaks un viņa kolēģi vēlreiz apskatīja Galileo attēlus, kuros redzamas zibspuldzes, viņi atrada kaut ko tādu, ko Sagans palaida garām 1993. gadā: Zibspuldzes parādījās arī sauszemes masās. Aplūkojot EPIC attēlus, viņi atrada zibspuldzes virs zemes masām. Tik vienkāršs skaidrojums kā okeānu atstarojošā gaisma vairs netika spēlēts.
"Mēs atradām diezgan daudz ļoti spilgtu zibspuldzi arī virs zemes." - Aleksandrs Maršaks, DSCOVR projekta zinātnieka vietnieks
"Mēs atradām diezgan daudz ļoti spilgtu zibspuldzi arī virs zemes," viņš teica. “Pirmoreiz to ieraudzījusi, domāju, ka varbūt tur ir kāds ūdens vai ezers, no kura saule atspīd. Bet mirdzums ir diezgan liels, tāpēc tas tā nebija. ”
Bet kaut kas izraisīja zibspuldzes, kaut kas atstarojošs. Maršaks un viņa kolēģi Tamasa Varnai no Mērilendas Universitātes, Baltimoras grāfistē un Aleksandrs Kostinskis no Mičiganas Tehnoloģiskās universitātes domāja par citiem veidiem, kā ūdens varētu izraisīt zibšņus.
Galvenais kandidāts bija ledus daļiņas, kas atrodas augstu Zemes atmosfērā. Cirkšņu augstkalnu mākoņos ir sīkas ledus trombocīti, kas gandrīz perfekti ir horizontāli izlīdzināti. Zinātnieku trio veica dažus eksperimentus, lai atrastu zibšņu cēloni, un publicēja to rezultātus jaunā rakstā, kas publicēts žurnālā Geophysical Research Letters.
“Zibens nerūp saule un EPIC atrašanās vieta.” - Aleksandrs Maršaks, DSCOVR projekta zinātnieka vietnieks
Kā pētījumu detaļas viņi vispirms kataloģizēja visus atstarojošos glints, ko EPIC atrada virs zemes; 866 no tiem 14 mēnešu laikā no 2015. gada jūnija līdz 2016. gada augustam. Ja šos zibspuldzes izraisīja pārdomas, tad tie parādīsies tikai tajās zemeslodes vietās, kur leņķis starp Sauli un Zemi sakrīt ar leņķi starp DSCOVER kosmosa kuģi un Zemi . Kataloģizējot 866 gredzenus, viņi atklāja, ka leņķis atbilst.
Tas izslēdza kaut ko līdzīgu zibens kā iemeslu zibšņiem. Bet turpinot darbu, apzīmējot leņķus, viņi nonāca pie cita secinājuma: zibspuldzes bija saules gaisma, kas atstaroja no horizontālajiem ledus kristāliem atmosfērā. Citi DSCOVR instrumenti apstiprināja, ka atstarojumi nāk no atmosfēras augstuma, nevis no kaut kurienes.
“Zibšņu avots noteikti neatrodas uz zemes. Tas noteikti ir ledus un, iespējams, horizontāli orientētu daļiņu saules atstarojums. ” - Aleksandrs Maršaks, DSCOVR projekta zinātnieka vietnieks
Noslēpums atrisināts. Bet, kā tas bieži notiek zinātnes jomā, atbildēšana uz vienu jautājumu noved pie pāris citiem jautājumiem. Vai šos gredzenus varētu kaut kā izmantot eksoplanētu izpētē? Bet par to atbild kosmosa zinātnes kopiena.
Kas attiecas uz Maršaku, viņš ir Zemes zinātnieks. Viņš pēta, cik izplatītas ir šīs horizontālās ledus daļiņas un kā tās ietekmē saules gaismu. Ja šī ietekme ir izmērāma, tad to varētu iekļaut klimata modelēšanā, lai mēģinātu saprast, kā Zeme saglabā un izkliedē siltumu.
Avoti:
- NASA EPIC skata plankumi mirgo uz Zemes
- Dzīvības meklēšana uz Zemes no kosmosa kuģa Galileo
- Zemes mirdzums, kas redzams no dziļas kosmosa: no Lagrangianas punkta atklāti orientēti ledus kristāli
