Disertaciones astronómicas Boletín Número 69 de efemérides astronómicas 17 de marzo de 2021 Realiza Luis Fernando Ocampo O. ([email protected]). Noticias de la semana. La Luz Zodiacal y su origen. Imagen 1: Imagen de la Luz Zodiacal hacia el este, junto antes del amanecer. Crédito: spacew.com/gallery/DominicCantin&gt. La luz zodiacal (también llamada falso amanecer cuando se ve antes del amanecer) es un resplandor blanco tenue, difuso y aproximadamente triangular que es visible en el cielo nocturno y parece extenderse desde la dirección del Sol y a lo largo del zodíaco, en el sentido de la eclíptica. La luz solar dispersada por el polvo interplanetario provoca este fenómeno. Sin embargo, el brillo es tan tenue que la luz de la luna y / o la contaminación lumínica lo eclipsan, haciéndolo invisible. El polvo interplanetario en el Sistema Solar forma colectivamente una nube gruesa con forma de panqueque llamada nube zodiacal, que se extiende a ambos lados del plano de la eclíptica. Los tamaños de partículas oscilan entre 10 y 300 micrómetros, lo que implica masas desde un nanogramo hasta decenas de microgramos. Las observaciones de la nave espacial Pioneer 10 en la década de 1970 vincularon la luz zodiacal con la nube de polvo interplanetaria en el Sistema Solar. En las latitudes medias, la luz zodiacal se observa mejor en el cielo occidental en la primavera después de que el crepúsculo vespertino ha desaparecido por completo, o en el cielo oriental en otoño, justo antes de que aparezca el crepúsculo matutino. La luz zodiacal aparece como una columna, más brillante en el horizonte, inclinada en el ángulo de la eclíptica. La luz dispersada por partículas de polvo extremadamente pequeñas se dispersa fuertemente hacia adelante, aunque la luz zodiacal en realidad se extiende por todo el cielo, por lo que es más brillante cuando se observa en un ángulo pequeño con el Sol. Es por eso que es más claramente visible cerca del amanecer o el atardecer cuando el sol está bloqueado, pero las partículas de polvo más cercanas a la línea de visión del sol no lo están. La banda de polvo que causa la luz zodiacal es uniforme en toda la eclíptica. Parece más ancho cerca del horizonte, cuando apenas el Sol se encuentra debajo del horizonte. Imagen 2: La luz zodiacal es producida por la luz solar que se refleja en las partículas de polvo del Sistema Solar conocidas como polvo cósmico. Imagen: ESO /Paranal. En consecuencia, su espectro es el mismo que el espectro solar. El material que produce la luz zodiacal se encuentra en un volumen de espacio en forma de lente centrado en el Sol y que se extiende mucho más allá de la órbita de la Tierra. Este material se conoce como nube de polvo interplanetaria. Dado que la mayor parte del material se encuentra cerca del plano del Sistema Solar, la luz zodiacal se ve a lo largo de la eclíptica. La cantidad de material necesario para producir la luz zodiacal observada es bastante pequeña. Si tuviera la forma de partículas de 1 mm, cada una con el mismo albedo que la Luna de la Tierra, cada partícula estaría a 8 km de sus vecinas. Las partículas pueden reducirse de tamaño por colisiones o por meteorización espacial. Cuando se muelen a tamaños inferiores a 10 micrómetros, los granos se eliminan del Sistema Solar interior por la presión de la radiación solar. Luego, el polvo se repone con la caída de los cometas. El polvo zodiacal alrededor de las estrellas cercanas se llama polvo exozodiacal; es una fuente de ruido potencialmente importante para obtener imágenes directas de planetas extrasolares. Se ha señalado que este polvo exozodiacal, o discos de desechos calientes, puede ser un indicador de planetas, ya que los planetas tienden a dispersar los cometas hacia el interior del Sistema Solar. En 2015, los nuevos resultados del espectrómetro de polvo de iones secundarios COSIMA a bordo del orbitador ESA / Rosetta confirmaron que los cuerpos parentales del polvo interplanetario son probablemente cometas de la familia de Júpiter, como el cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko. Los datos de la misión Juno indican que el polvo cercano a la Tierra tiene un origen local en el interior del Sistema Solar, lo que mejor se ajusta al planeta Marte como fuente. Según Nesvorný y Jenniskens, cuando los granos de polvo son tan pequeños como unos 150 micrómetros de tamaño, golpearán la Tierra a una velocidad media de 14,5 km / s, muchos tan lentamente como 12 km / s. Si es así, señalaron, este polvo de cometa puede sobrevivir a la entrada en forma parcialmente fundida, lo que explica los atributos inusuales de los micrometeoritos recolectados en la Antártida, que no se parecen a los meteoritos más grandes que se sabe que se originan en los asteroides. En los últimos años, las observaciones de una variedad de naves espaciales han mostrado una estructura significativa en la luz zodiacal que incluye bandas de polvo asociadas con escombros de familias de asteroides particulares y varios rastros de cometas. Imagen 3: El Gegenschein aparece en esta imagen como un punto brillante en la banda diagonal (que va de arriba a la izquierda a abajo a la derecha) por encima del Very Large Telescope. (La galaxia de Andrómeda y las Pléyades son prominentes en la mitad inferior de la imagen). Imagen: Wikipedia. Pero ahora, un equipo de científicos de Juno sostiene que Marte puede ser el culpable. Publicaron por primera vez su hallazgo el 11 de noviembre de 2020 en el Journal of Geophysical Research: Planets, con un artículo final revisado por pares publicado el 9 de marzo de 2021. Un instrumento a bordo de la nave espacial Juno detectó por casualidad partículas de polvo que chocaban contra la nave espacial durante su viaje desde la Tierra a Júpiter. Los impactos proporcionaron pistas importantes sobre el origen y la evolución orbital del polvo, resolviendo algunas misteriosas variaciones de la luz zodiacal. Aunque su descubrimiento tiene grandes implicaciones, los científicos que pasaron años estudiando los desechos cósmicos no se propusieron hacerlo. Jørgensen diseñó los rastreadores de cuatro estrellas que forman parte de la investigación del magnetómetro de Juno. Estas cámaras a bordo toman fotos del cielo cada cuarto de segundo para determinar la orientación de Juno en el espacio al reconocer patrones de estrellas en sus imágenes, una tarea de ingeniería esencial para la precisión del magnetómetro. Pero Jørgensen esperaba que sus cámaras también pudieran ver un asteroide no descubierto. Así que programó una cámara para reportar cosas que aparecían en múltiples imágenes consecutivas pero que no estaban en el catálogo de objetos celestes conocidos. No esperaba ver mucho: casi todos los objetos en el cielo están incluidos en el catálogo de estrellas. Entonces, cuando la cámara comenzó a transmitir miles de imágenes de objetos no identificables (aparecían rayas y luego desaparecían misteriosamente), Jørgensen y sus colegas estaban desconcertados. Cada pieza de escombros que se rastrea registra el impacto de una partícula de polvo interplanetario, lo que permite compilar una distribución de polvo a lo largo del camino de Juno. Juno se lanzó en 2011. Después de una maniobra en el espacio profundo en el cinturón de asteroides en 2012, regresó al sistema solar interior para una asistencia de gravedad terrestre en 2013, que catapultó la nave espacial hacia Júpiter. Connerney y Jørgensen notaron que la mayoría de los impactos de polvo se registraron entre la Tierra y el cinturón de asteroides, con brechas en la distribución relacionadas con la influencia de la gravedad de Júpiter. Según los científicos, esta fue una revelación radical. Hasta ahora, los científicos no habían podido medir la distribución de estas partículas de polvo en el espacio. Los detectores de polvo dedicados han tenido áreas de recolección limitadas y, por lo tanto, una sensibilidad limitada a una población escasa de polvo. En su mayoría, cuentan las partículas de polvo más abundantes y mucho más pequeñas del espacio interestelar. En comparación, los paneles solares expansivos de Juno tienen 1,000 veces más área de recolección que la mayoría de los detectores de polvo. Los científicos de Juno determinaron que la nube de polvo termina en la Tierra porque la gravedad de la Tierra absorbe todo el polvo que se acerca. … es el polvo que vemos como luz zodiacal. En cuanto al borde exterior, a unas 2 unidades astronómicas (AU) del Sol, termina un poco más allá de Marte. En ese punto, informan los científicos, la influencia de la gravedad de Júpiter actúa como una barrera, evitando que las partículas de polvo crucen desde el sistema solar interior hacia el espacio profundo. Este mismo fenómeno, conocido como resonancia orbital, también funciona al revés, donde bloquea el polvo que se origina en el espacio profundo para que no pase al interior del sistema solar. Imagen 4: Descripción general de los impactos en función del tiempo durante el tránsito de la nave espacial Juno desde el lanzamiento hasta la inserción en la órbita de Júpiter. Imagen: https://doi.org/10.1029/2020JE006509. Esta descripción general altamente comprimida muestra con símbolos negros el número de impactos detectados por día, con la dirección de la nave espacial y los hitos importantes durante la fase de crucero (punteados). Se ilustra la variación de la distancia radial de la nave espacial al Sol (verde, escala derecha), la velocidad relativa con respecto a los objetos keplerianos en órbita circular (bronce, escala más a la derecha) y el volumen de espacio barrido por la nave espacial (azul, escala más a la derecha). Los períodos prolongados que carecen de observaciones se identifican con un relleno azul sólido; El relleno sombreado en azul indica un período de funcionamiento del instrumento en un modo de funcionamiento diferente durante el cual se suprimió la detección de IDP.