Еще в 1993 году Карл Саган столкнулся с загадкой. Космический корабль Галилео заметил вспышки, исходящие с Земли, и никто не мог понять, кто они. Они назвали их «зеркальными отражениями» и появились над океаном, но не над сушей.
Изображения были сделаны космическим зондом Galileo во время одного из его гравитационных полетов Земли. Галилей был на пути к Юпитеру, и его камеры были повернуты назад, чтобы посмотреть на Землю с расстояния около 2 миллионов километров. Все это было частью эксперимента, направленного на поиск жизни в других мирах. Как будет выглядеть живой мир на расстоянии? Почему бы не использовать Землю в качестве примера?
Перенесемся в 2015 году, когда Национальное океанографическое и атмосферное управление (NOAA) запустило космический корабль Глубоководная климатическая обсерватория (DSCOVER). Задача DSCOVER состоит в том, чтобы вывести на орбиту Землю за миллион миль и предупредить нас об опасной космической погоде. У НАСА есть мощный инструмент DSCOVER, называемый камерой полихроматической съемки Земли (EPIC.)
Каждый час EPIC делает снимки освещенной солнцем стороны Земли, и эти изображения можно посмотреть на веб-сайте EPIC. (Проверьте, это очень круто.) Люди стали замечать те же вспышки, которые видел Саган, сотни из них за один год. Ученые, отвечающие за EPIC, тоже начали замечать их.
Одним из ученых является Александр Маршак, заместитель научного сотрудника DSCOVR в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Сначала он заметил их только над океаном, так же, как Саган 25 лет назад. Только после того, как Маршак начал их расследовать, он понял, что Саган тоже их видел.
Еще в 1993 году Саган и его коллеги написали статью, в которой обсуждались результаты исследования Земли Галилеем. Вот что они сказали об отражениях, которые они заметили: «Присутствуют большие пространства синего океана и видимые береговые линии, и при внимательном рассмотрении изображений обнаруживается область [зеркального] отражения в океане, но не на суше».
Маршак предположил, что может быть простое объяснение вспышек. Солнечный свет попадает в гладкую часть океана или озера и отражается прямо на сенсор, как при съемке в зеркале. Было ли это так много загадки?
Когда Маршак и его коллеги еще раз взглянули на изображения Галилея, показывающие вспышки, они обнаружили то, что Саган пропустил еще в 1993 году: вспышки появились и над земными массами. И когда они посмотрели на изображения EPIC, они обнаружили вспышки над массами суши. Так что простое объяснение, как свет, отражающийся от океанов, больше не было в игре.
«Мы также обнаружили довольно много очень ярких вспышек над землей». - Александр Маршак, заместитель научного сотрудника ДСКОВР
«Мы также обнаружили немало очень ярких вспышек над землей», - сказал он. «Когда я впервые увидел его, я подумал, что, может быть, там есть вода или озеро, от которого отражается солнце. Но блеск довольно большой, так что это было не так.
Но что-то вызывало вспышки, что-то отражающее. Маршак и его коллеги, Тамас Варнаи из Университета Мэриленда, округ Балтимор, и Александр Костински из Мичиганского технологического университета, подумали о том, как вода может вызвать вспышки.
Основным кандидатом были частицы льда высоко в атмосфере Земли. Высотные перистые облака содержат крошечные ледяные пластинки, которые практически идеально выровнены по горизонтали. Трио ученых провело несколько экспериментов, чтобы найти причину вспышек, и опубликовало их результаты в новой статье, опубликованной в Geophysical Research Letters.
«Молния не заботится о солнце и местонахождении EPIC». - Александр Маршак, заместитель научного сотрудника ДСКОВР
Как подробности их исследования, они сначала каталогизировали все отражающие блики, которые EPIC обнаружил на суше; 866 из них в течение 14 месяцев с июня 2015 года по август 2016 года. Если бы эти вспышки были вызваны отражением, то они появлялись бы только в тех точках земного шара, где угол между Солнцем и Землей соответствовал углу между космическим кораблем DSCOVER и Землей. , Когда каталогизировал 866 вспышек, они обнаружили, что угол совпадения.
Это исключило что-то вроде молнии как причину вспышек. Но, продолжая работу по составлению графика углов, они пришли к другому выводу: вспышки были солнечным светом, отражающимся от горизонтальных кристаллов льда в атмосфере. Другие инструменты на DSCOVR подтвердили, что отражения исходили высоко в атмосфере, а не откуда-то на поверхности.
«Источник вспышек определенно не на земле. Это определенно лед и, скорее всего, солнечное отражение от горизонтально ориентированных частиц ». -Александр Маршак, заместитель научного сотрудника ДСКОВР
Тайна разгадана. Но, как это часто бывает с наукой, ответ на один вопрос приводит к паре других вопросов. Может ли обнаружение этих вспышек быть использовано для изучения экзопланет? Но это вопрос сообщества космической науки.
Что касается Маршака, он ученый-землист. Он исследует, насколько распространены эти горизонтальные частицы льда и как они влияют на солнечный свет. Если это воздействие измеримо, то оно может быть включено в моделирование климата, чтобы попытаться понять, как Земля сохраняет и отдает тепло.
Источники:
- На Земле вспыхивают пятна видимости НАСА
- Поиски жизни на Земле с космического корабля Галилео
- Земной блеск, видимый из дальнего космоса: ориентированные ледяные кристаллы, обнаруженные с лагранжевой точки
