1993. aastal kohtus Carl Sagan mõistatusega. Kosmoselaev Galileo märkas Maalt tulevaid välku ja keegi ei suutnud aru saada, mis need on. Nad nimetasid neid spekulatiivseteks peegeldusteks ja nad ilmusid ookeanipiirkondade, kuid mitte maismaa kohal.
Pildid tegi Galileo kosmosesond ühe oma Maa gravitatsiooni abistava lendorava ajal. Galileo oli teel Jupiterisse ja selle kaamerad pöörati tagasi, et vaadata Maad umbes 2 miljoni km kauguselt. See kõik oli osa katsest, mille eesmärk oli leida elu teistest maailmadest. Milline näeks elav maailm eemalt? Miks mitte kasutada Maa näitena?
Kiirelt edasi aastasse 2015, kui Riiklik Okeanograafia- ja Atmosfääri Administratsioon (NOAA) laskis kosmoselaeva Süvakosmose kliimavaatluskeskus (DSCOVER). DSCOVERi ülesanne on tiirutada Maa ümber miljoni miili kaugusel ja hoiatada meid ohtliku kosmose ilmastiku eest. NASA-l on DSCOVER-is võimas instrument, mida nimetatakse maapealseks krüpomaatiliseks pildistamiskaameraks (EPIC.)
Igal tunnil teeb EPIC pilte Maa päikesevalgustatud küljest ja neid pilte saab vaadata EPICi veebisaidil. (Vaadake, see on ülilahe.) Inimesed hakkasid märkama samu välke, mida Sagan nägi, neid oli ühe aasta jooksul sadu. EPIC-i eest vastutavad teadlased hakkasid ka neid märkama.
Üks teadlastest on NASA Goddardi kosmoselennukeskuse (Marylandi osariik) Goddardi kosmoselennukeskuse DSCOVR-i projektideadlase Aleksander Marshak. Alguses märkas ta neid ainult ookeanipiirkondade kohal, sama, mida Sagan tegi 25 aastat tagasi. Alles pärast seda, kui Marshak asus neid uurima, mõistis ta, et ka Sagan oli neid näinud.
Sagan ja ta kolleegid kirjutasid juba 1993. aastal paberi, kus arutati Galileo Maa uurimise tulemusi. Seda ütlesid nad märganud peegelduste kohta: "Siin on suured sinise ookeani laiused ja näivad rannajooned. Kujutiste põhjalik uurimine näitab ookeanis, kuid mitte maal, peegeldamise piirkonda."
Marshak arvas, et välkudele võiks olla lihtne seletus. Päikesevalgus tabab ookeani või järve sujuvat osa ja peegeldub otse andurile, nagu näiteks peegelpildi tegemine. Kas see oli tõesti palju mõistatus?
Kui Marshak ja tema kolleegid vaatasid uuesti välklambiga pilte Galileost, leidsid nad midagi, millest Sagan jäi 1993. aastal kahe silma vahele: välgud ilmusid ka maamasside kohale. Ja kui nad EPIC-pilte vaatasid, leidsid nad maamasside kohal välku. Nii et sellist lihtsat seletust nagu ookeanide peegelduv valgus enam ei mängitud.
"Leidsime ka päris palju väga eredaid välku ka maismaalt." - Alexander Marshak, DSCOVRi projekti teaduse asetäitja
"Leidsime ka päris palju väga eredaid välke ka maismaalt," sõnas ta. „Kui ma seda esimest korda nägin, mõtlesin, et võib-olla on seal vett või järve, millest päike peegeldub. Kuid sära on päris suur, nii et see polnud see. ”
Kuid midagi põhjustas välku, midagi peegeldavat. Marshak ja tema kolleegid Tamas Varnai Baltimore'i maakonna Marylandi ülikoolist ja Michigani tehnikaülikoolist Alexander Kostinski arvasid muid viise, kuidas vesi võib välku põhjustada.
Peamine kandidaat oli Maa atmosfääris kõrge jääosake. Kõrgel kõrgusel paiknevad tsirupilved sisaldavad pisikesi jäätrombotsüüte, mis on horisontaalselt peaaegu ideaalselt joondatud. Teadlaste kolmik tegi välkude tekkepõhjuse leidmiseks mõned katsed ja avaldas nende tulemused uues ajakirjas Geophysical Research Letters avaldatud artiklis.
"Välk ei hooli päikesest ja EPIC-i asukohast." - Alexander Marshak, DSCOVRi projekti teaduse asetäitja
Uuringu üksikasjadena kataloogisid nad esmalt kõik peegeldavad klaasid, mida EPIC leidis maismaalt; 866 neist 14-kuulise perioodi jooksul (juuni 2015 - august 2016). Kui need välgud olid põhjustatud peegeldusest, ilmuvad need ainult maakera paikadesse, kus Päikese ja Maa vaheline nurk ühtib kosmoselaeva DSCOVER ja Maa vahelise nurgaga . Kui 866 tuuleklaasid olid kataloogitud, leidsid nad, et nurk vastas.
See välistas välkude põhjusena midagi välkkiiret. Kuid jätkates nurkade joonistamist, jõudsid nad veel ühele järeldusele: välgud olid päikesevalgus, mis peegeldas atmosfääri horisontaalsetest jääkristallidest. Muud DSCOVR-i instrumendid kinnitasid, et peegeldused tulevad pigem atmosfääri kõrgelt kui kuskilt pinnalt.
“Välkude allikas pole kindlasti maapinnal. See on kindlasti jää ja tõenäoliselt horisontaalselt orienteeritud osakeste päikesest peegeldus. " -Alexander Marshak, DSCOVRi projekti teaduse asetäitja
Saladus lahendatud. Kuid nagu sageli teaduse puhul, viib ühele küsimusele vastamine paarile teisele küsimusele. Kas neid pimesoole tuvastamist saaks kuidagi eksoplaneetide uurimisel kasutada? Kuid see on kosmoseteaduse kogukonna vastus.
Mis puutub Marshaki, siis ta on maateadlane. Ta uurib, kui levinud on need horisontaalsed jääosakesed ja kuidas nad mõjutavad päikesevalgust. Kui see mõju on mõõdetav, võiks selle kaasata kliimamudelitesse, et mõista, kuidas Maa soojust hoiab ja varjab.
Allikad:
- NASA EPIC-vaatepunktid vilguvad Maal
- Kosmoselaeva Galileo otsing Maa peal
- Maapealne hiilgus sügavast kosmosest: orienteeritud jääkristallid, mis tuvastati Lagrangia punktist
