W 1993 roku Carl Sagan napotkał zagadkę. Statek kosmiczny Galileo dostrzegł błyski pochodzące z Ziemi i nikt nie był w stanie ustalić, czym one były. Nazwali je „odbiciami lustrzanymi” i pojawiły się nad obszarami oceanicznymi, ale nie nad lądem.
Zdjęcia zostały wykonane przez sondę kosmiczną Galileo podczas jednego z jej ziemskich skrzydeł wspomagających grawitację. Galileo był w drodze do Jowisza, a jego kamery odwrócono, aby spojrzeć na Ziemię z odległości około 2 milionów kilometrów. To wszystko było częścią eksperymentu mającego na celu znalezienie życia na innych światach. Jak wyglądałby żywy świat z daleka? Dlaczego nie wykorzystać Ziemi jako przykładu?
Przewiń do 2015 r., Kiedy National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) uruchomił statek kosmiczny Deep Space Climate Observatory (DSCOVER). Zadaniem DSCOVER jest okrążanie Ziemi w odległości miliona mil i ostrzeganie nas przed niebezpieczną pogodą kosmiczną. NASA ma potężny instrument na DSCOVER o nazwie Earth Polichromatic Imaging Camera (EPIC.)
Co godzinę EPIC robi zdjęcia słonecznej strony Ziemi, które można oglądać na stronie internetowej EPIC. (Sprawdź, jest super). Ludzie zaczęli zauważać te same błyski, które widział Sagan, setki z nich w ciągu jednego roku. Naukowcy odpowiedzialni za EPIC również zaczęli je zauważać.
Jednym z naukowców jest Alexander Marshak, zastępca naukowca ds. Projektu DSCOVR w NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland. Na początku zauważył je tylko nad oceanami, tak jak Sagan 25 lat temu. Dopiero kiedy Marshak zaczął je badać, zdał sobie sprawę, że Sagan też ich widział.
W 1993 roku Sagan i jego koledzy napisali artykuł omawiający wyniki badania Ziemi Galileusza. Oto, co powiedzieli o odbiciach, które zauważyli: „Występują duże połacie niebieskiego oceanu i pozorne linie brzegowe, a dokładne zbadanie zdjęć pokazuje region [lustrzanego] odbicia w oceanie, ale nie na lądzie”.
Marshak przypuszczał, że może istnieć proste wyjaśnienie błysków. Światło słoneczne uderza w gładką część oceanu lub jeziora i odbija się bezpośrednio z powrotem do czujnika, jak np. Zrobienie zdjęcia lampy błyskowej w lustrze. Czy to naprawdę tyle tajemnicy?
Kiedy Marshak i jego koledzy ponownie spojrzeli na zdjęcia Galileusza pokazujące błyski, znaleźli coś, czego Sagan nie zauważył w 1993 roku: Błyski pojawiły się także nad masami lądowymi. A kiedy spojrzeli na obrazy EPIC, znaleźli rozbłyski nad masami lądowymi. Proste wyjaśnienie, takie jak światło odbijające się od oceanów, nie było już w grze.
„Znaleźliśmy również kilka bardzo jasnych błysków nad lądem”. - Alexander Marshak, zastępca naukowca ds. Projektu DSCOVR
„Znaleźliśmy również kilka bardzo jasnych błysków nad lądem”, powiedział. „Kiedy to zobaczyłem, pomyślałem, że może jest tam woda lub jezioro, z którego odbija się słońce. Ale błysk jest dość duży, więc tak nie było. ”
Ale coś powodowało rozbłyski, coś odblaskowego. Marshak i jego koledzy, Tamas Varnai z University of Maryland, hrabstwo Baltimore oraz Alexander Kostinski z Michigan Technological University, zastanawiali się nad innymi sposobami powodowania uderzeń wody.
Głównym kandydatem były cząstki lodu wysoko w ziemskiej atmosferze. Wysokogórskie chmury pierzaste zawierają małe lodowe płytki krwi, które są prawie idealnie wyrównane w poziomie. Trio naukowców przeprowadziło pewne eksperymenty w celu znalezienia przyczyny błysków i opublikowało ich wyniki w nowym artykule opublikowanym w Geophysical Research Letters.
„Błyskawica nie dba o słońce i lokalizację EPIC”. - Alexander Marshak, zastępca naukowca ds. Projektu DSCOVR
Jako szczegóły swoich badań, najpierw skatalogowali wszystkie odblaskowe błyski, które EPIC znalazła na lądzie; 866 z nich w okresie 14 miesięcy od czerwca 2015 r. Do sierpnia 2016 r. Gdyby te błyski były spowodowane odbiciem, pojawiałyby się tylko w miejscach na kuli ziemskiej, w których kąt między Słońcem a Ziemią odpowiadał kątowi między statkiem kosmicznym DSCOVER a Ziemią . Podczas skatalogowania 866 błysków stwierdzili, że kąt jest zgodny.
Wykluczało to coś w rodzaju błyskawicy jako przyczyny błysków. Ale kiedy kontynuowali pracę nad planowaniem kątów, doszli do innego wniosku: błyski były światłem słonecznym odbijającym się od poziomych kryształów lodu w atmosferze. Inne instrumenty na DSCOVR potwierdziły, że odbicia dochodzą z dużej wysokości w atmosferze, a nie z jakiegoś miejsca na powierzchni.
„Źródło błysków zdecydowanie nie leży na ziemi. Jest to zdecydowanie lód i najprawdopodobniej odbicie słoneczne od cząstek zorientowanych poziomo ”. -Alexander Marshak, zastępca naukowca ds. Projektu DSCOVR
Zagadka rozwiązana. Ale jak to często bywa w nauce, odpowiedź na jedno pytanie prowadzi do kilku innych pytań. Czy wykrycie tych błysków może być wykorzystane w badaniach egzoplanet? Ale to jest jedna odpowiedź dla społeczności zajmującej się naukami kosmicznymi.
Jeśli chodzi o Marshaka, jest on naukowcem Ziemi. Bada, jak powszechne są te poziome cząstki lodu i jaki wpływ mają na światło słoneczne. Jeśli wpływ ten jest mierzalny, można go uwzględnić w modelowaniu klimatu, aby spróbować zrozumieć, w jaki sposób Ziemia zatrzymuje i odprowadza ciepło.
Źródła:
- Plamy widoku EPIC NASA migają na Ziemi
- Poszukiwanie życia na Ziemi ze statku kosmicznego Galileo
- Błysk naziemny widziany z kosmosu: zorientowane kryształy lodu wykryte z punktu Lagrangian
