Камера NASA ловит «солнечные вспышки» с Земли
Можно ожидать увидеть отраженные солнечные лучи от океана или другого водоема. Но камера заметила некоторые вспышки над Землей. NASA объясняет, как ученые разгадали эту загадку.
15 мая 2017 года НАСА сообщило, что одна из ее камер — на космическом корабле в миллион километров от Земли — захватывает неожиданные солнечные лучи с нашей планеты. Камера, обращенная, на НОАА в Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) поймала сотни таких вспышек в течение года. Ученые установили, что крошечная причина отражений: высотные горизонтально ориентированные кристаллы льда в атмосфере Земли.
Космический зонд DSCOVR в основном используется для изучения солнечного ветра и его влияния на Землю. Инструмент Earth Polychromatic Imaging Camera (EPIC) на борту DSCOVR просматривает освещенное солнцем лицо Земли от восхода до заката, делая снимки каждый час. В дополнение к основной миссии камера DSCOVR, может также пролить свет на атмосферные явления, такие как озон, аэрозоли, высоты облаков, пыль и вулканический пепел. НАСА сообщило, что Александр Маршак, заместитель проектного сотрудника DSCOVR в Центре космических полетов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, впервые заметил вспышки света, иногда появляющиеся над океанами, когда он просматривал изображения EPIC этого дня:
«Исследуя вспышки, Маршак и его коллеги обнаружили, что подобные отражения от нашей бледно-голубой планеты привлекли внимание астронома Карла Сагана в 1993 году. Саган просматривал изображения, сделанные космическим аппаратом Галилео, который был запущен в 1989 году для изучения Юпитера и его спутников. Во время одного маневра, Галилео повернул свои инструменты в сторону Земли и собрал данные. Саган и его коллеги использовали их, чтобы проверить ключевой вопрос: сможет ли космический корабль обнаруживать подписи жизни издалека».
Но вспышки, обнаруженные Саганом и его командой, всегда были над океаном. Маршак сказал, что объяснение для них относительно просто:
«Солнечный свет отражается от гладкой части океана или озера и возвращается обратно к сенсору, подобно съемке в зеркале».
Команда Сагана, очевидно, упустила тот факт, что, как ни странно, некоторые изображения Галило показывают яркие вспышки света над Землей. И эти вспышки появились в изображениях EPIC. Как контакт, указанный на веб-сайте, который размещает все изображения EPIC, Маршак начал получать электронные письма от людей, интересующихся тем, что это за вспышки. Он пояснил:
«Мы обнаружили довольно много ярких вспышек над Землей. Когда я впервые увидел это, я подумал, что, может быть, там есть вода или озеро, которое отражает солнце. Но блеск довольно яркий, так что это было не так».
Поэтому Маршак и его коллеги Тамас Варнай из Университета Мэриленда, округ Балтимор и Александр Костински из Мичиганского технологического университета подумали о том, что вода в других местах Земли — это частицы льда, высоко в атмосфере. Ученые провели серию экспериментов, подробно описанных в новой статье, опубликованной в рецензируемом журнале Geophysical Research Letters, чтобы подтвердить причину некоторых вспышек.
Во-первых, исследователи каталогизировали все предполагаемые солнечные блики над землей в изображениях с камеры EPIC. Вспышки отображаются в трех разных цветах, потому что камера снимает в красном, зеленом и синем спектре в течение нескольких минут. В целом, ученые обнаружили 866 бликов между запуском DSCOVR с июня 2015 года и до августа 2016 года.
Ученые считали, что если эти вспышки 866 были вызваны отраженным солнечным светом, они будут ограничены определенными пятнами на земном шаре — пятнами, где угол между Солнцем и Землей такой же, как угол между космическим аппаратом и Землей, что позволяет космическому аппарату принять отраженный свет. Когда они наносили на карту местоположения вспышек, где эти углы совпадали бы, учитывая наклон Земли и местоположение космического корабля, эти данные соответствовали.
Еще одна особенность данных EPIC помогла подтвердить, что вспышки были с большой высоты, а не просто отражение света от воды на Земле. Два канала на приборе предназначены для измерения высоты облаков, и когда ученые пошли к данным, они обнаружили высокие перистые облака, в 5-8 км, где были найдены блики. Маршак сказал:
«Источник вспышек определенно не находится на земле. Это определенно лед, и, скорее всего, солнечное отражение от горизонтально ориентированных частиц».
Обнаружение таких бликов с гораздо большего расстояния, чем в этом случае, может быть использовано другими космическими аппаратами для изучения экзопланет, сказал он. Однако, Маршак сейчас исследует, насколько распространены эти горизонтальные частицы льда, и являются ли они достаточно распространенными, чтобы иметь измеримое влияние на то, сколько солнечного света проходит через атмосферу. Если это так, это функция, которая может быть включена в компьютерные модели того, сколько тепла достигает и покидает Землю.
