Зодиакальный свет - Zodiacal light

Зодиакальный свет в восточной части неба , прежде чем рассвет сумерки начинается

Зодиакальный свет (также называемый ложный рассвет , когда видел до восхода солнца ) представляет собой слабый, диффузный и примерно треугольной формы белого свечения , которая видна в ночном небе и , как представляется , распространяется от Солнца направлении «s и вдоль зодиака , расставив на эклиптику . Солнечный свет рассеивается по межпланетной пыли вызывает это явление. Зодиакальный свет лучше всего виден во время сумерек после захода солнца в весной и до восхода солнца в осенью , когда знак находится под углом крутома к горизонту. Однако свечение настолько слабое, что лунный свет и / или световое загрязнение часто затмевают его, делая его невидимым.

Яркость зодиакального света уменьшается с удалением от Солнца. В естественно темном ночном небе свечение видно в виде полосы вдоль всего зодиака, полностью охватывающей эклиптику . Фактически, зодиакальный свет охватывает все небо и в значительной степени способствует общему естественному освещению в ясном и безлунном ночном небе. Другое явление - слабое, но немного более яркое овальное свечение - прямо противоположное Солнцу, - это gegenschein , вызванное отраженным солнечным светом.

Межпланетная пыль в Солнечной системе в совокупности образует толстое блинчатое облако, называемое зодиакальным облаком , которое охватывает плоскость эклиптики . Размер частиц колеблется от 10 до 300 микрометров , что означает массу от одного нанограмма до десятков микрограммов .

В Pioneer 10 космических аппаратов наблюдения в 1970 - е годы связаны зодиакальный свет с межпланетного облака пыли в Солнечной системе.

Viewing

Зодиакальный свет за субмиллиметровым массивом с вершины Мауна-Кеа

В средних широтах зодиакальный свет лучше всего наблюдается на западном небе весной после полного исчезновения вечерних сумерек или на восточном небе осенью незадолго до наступления утренних сумерек. Зодиакальный свет выглядит как столбик, более яркий на горизонте, наклоненный под углом эклиптики. Свет, рассеянный чрезвычайно маленькими частицами пыли, сильно рассеивается вперед , хотя зодиакальный свет на самом деле распространяется по всему небу, поэтому он наиболее яркий при наблюдении под небольшим углом к ​​Солнцу. Вот почему он наиболее отчетливо виден вблизи восхода или заката, когда солнце закрыто, а частицы пыли, расположенные ближе всего к лучу взгляда от Солнца, - нет. Полоса пыли, излучающая зодиакальный свет, однородна по всей эклиптике.

Пыль дальше от эклиптики почти не обнаруживается, за исключением случаев, когда ее рассматривают под небольшим углом к ​​Солнцу. Таким образом, можно видеть большую часть ширины под небольшими углами к солнцу, и оно кажется более широким у горизонта, ближе к солнцу под горизонтом.

Источник

Лунный свет и зодиакальный свет над обсерваторией Ла Силья .

Источник пыли обсуждался давно. До недавнего времени считалось, что пыль образовалась из хвостов активных комет и в результате столкновений астероидов в поясе астероидов . Многие из наших метеорных потоков не имеют известных активных родительских тел комет. Более 85 процентов пыли приписывают случайным фрагментам комет семейства Юпитера, которые почти бездействуют . Кометы семейства Юпитера имеют орбитальный период менее 20 лет и считаются бездействующими, если не выделяются активно, но могут сделать это в будущем. Первая полностью динамическая модель зодиакального облака продемонстрировала, что только если пыль будет выпущена на орбиты, приближающиеся к Юпитеру, она будет достаточно взволнована, чтобы объяснить толщину зодиакального пылевого облака. Пыль в потоках метеороидов намного больше, от 300 до 10 000 микрометров в диаметре, и со временем распадается на более мелкие зодиакальные пылинки.

Красочный центр Млечного Пути и зодиакальный свет над Очень Большим Телескопом .

Эффект Пойнтинга-Робертсона заставляет пыль двигаться по более круговым (но все же удлиненным) орбитам, медленно уходя по спирали к Солнцу. Следовательно, для поддержания зодиакального облака необходим постоянный источник новых частиц. Считается, что кометная пыль и пыль, образующиеся в результате столкновений астероидов , в основном ответственны за поддержание пылевого облака, производящего зодиакальный свет и gegenschein .

Размер частиц можно уменьшить в результате столкновений или космического выветривания. При измельчении до размеров менее 10 микрометров зерна удаляются из внутренней части Солнечной системы под действием давления солнечного излучения. Затем пыль пополняется за счет падения комет. Зодиакальная пыль вокруг ближайших звезд называется экзозодиакальной пылью ; это потенциально важный источник шума для непосредственного отображения внесолнечных планет . Было указано, что эта экзозодиакальная пыль или диски горячих обломков могут быть индикатором планет, поскольку планеты имеют тенденцию рассеивать кометы во внутренней части Солнечной системы.

В 2015 году новые результаты спектрометра вторичной ионной пыли COSIMA на борту орбитального аппарата ESA / Rosetta подтвердили, что родительские тела межпланетной пыли, скорее всего, являются кометами семейства Юпитера, такими как комета 67P / Чурюмова-Герасименко . Данные миссии Juno указывают на то, что пыль вблизи Земли имеет местное происхождение во внутренней Солнечной системе, что лучше всего подходит для планеты Марс в качестве источника.

Появление

Ложный рассвет
Зодиакальный свет, видимый с Серро Параналь

Зодиакальный свет излучается солнечным светом, отражающимся от частиц пыли в Солнечной системе, известной как космическая пыль . Следовательно, его спектр такой же, как и спектр Солнца . Материал, излучающий зодиакальный свет, расположен в объёме пространства, имеющем форму линзы, с центром на Солнце и простирающимся далеко за пределы орбиты Земли. Этот материал известен как межпланетное пылевое облако . Поскольку большая часть вещества расположена вблизи плоскости Солнечной системы, зодиакальный свет виден вдоль эклиптики . Количество материала, необходимого для получения наблюдаемого зодиакального света, довольно невелико. Если бы она была в форме частиц размером 1 мм, каждая с таким же альбедо (отражающей способностью), что и Луна , каждая частица находилась бы на расстоянии 8 км от своих соседей. Противосияние может быть вызвано частицами прямо напротив Солнца , как видно с Земли, которая бы в полной фазе .

Согласно Несворни и Йеннискенсу, когда частицы пыли имеют размер около 150 микрометров, они ударяются о Землю со средней скоростью 14,5 км / с, а многие медленнее - до 12 км / с. Если это так, указали они, эта кометная пыль может пережить вход в частично расплавленном виде, что объясняет необычные свойства микрометеоритов, собранных в Антарктиде, которые не похожи на более крупные метеориты, которые, как известно, происходят от астероидов . В последние годы наблюдения с различных космических аппаратов показали значительную структуру зодиакального света, включая полосы пыли, связанные с обломками определенных семейств астероидов и несколькими следами комет.

Культурное значение

Согласно « Космосу» Александра фон Гумбольдта , жители Мезоамерики знали о зодиакальном свете до 1500 года. Возможно, впервые о нем сообщил в печати Джошуа Чайлдри в 1661 году. Явление было исследовано астрономом Джованни Доменико Кассини в 1683 году. Согласно некоторым источникам, он объяснил это частицами пыли вокруг Солнца. Другие источники утверждают, что это впервые было объяснено таким образом Николя Фатио де Дуйе в 1684 году, которому Кассини посоветовал изучить зодиакальный свет.

Значение для ислама

Исламский пророк Мухаммад описал зодиакальный свет со ссылкой на сроки из пяти ежедневных молитв , назвав его «ложный рассвет» ( الفجر الكاذب аль-Фаджр аль-kādhib ). Мусульманская устная традиция хранит многочисленные изречения или хадисы , в которых Мухаммад описывает разницу между светом ложной зари, появляющимся в небе спустя долгое время после захода солнца, и светом первой полосы горизонтального света на восходе солнца, «истинным рассветом» ( الفجر الصادق аль-фаджр ас-садик ). По мнению подавляющего большинства мусульманских ученых, истинным рассветом считается астрономический рассвет. Практикующие ислам используют описания зодиакального света Мухаммеда, чтобы избежать ошибок при определении времени ежедневных молитв.

Брайан Мэй

В 2007 году Брайан Мэй , гитарист с группой Queen , закончил свою диссертацию , опрос радиальных скоростей в зодиакальном облаке пыли , тридцать шесть лет после отказа от его , чтобы продолжить карьеру в музыке. Он смог представить его только из-за минимального количества исследований по теме, проведенных за прошедшие годы. Мэй описывает эту тему как «модную» снова в 2000-х.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки