偶然の探査機ジュノーによる検出は黄道光の起源についての考えを打ち砕く

天空での太陽の通り道「黄道」その通り道に重なる様に見える黄道光。原料は小惑星と彗星から出る粒子と思われてましたが、ジュノーの太陽電池パネルに衝突する塵の分布から火星が供給源と思われます。以下、機械翻訳。
偶然の探査機ジュノーによる検出は黄道光の起源についての考えを打ち砕く
夜明け直前や夕暮れ後の夜空を見上げると、地平線からかすかな光の柱が伸びているのが見えるかもしれません。その明るい輝きは黄道光、または太陽の周りを回る小さな塵の粒子の雲によって地球に向かって反射される太陽光です。天文学者は、塵が遠くから冒険する小惑星と彗星の家族のいくつかによって内部の太陽系に持ち込まれると長い間考えてきました。

地平線上に広がる黄道光の写真
この写真は、ユタ州スカルバレーで2021年3月1日に出現した黄道光を示しています。プレアデス星団は、ライトカラムの上部近くに表示されます。火星はそのすぐ下にあります。
クレジット：クレジット：NASA / Bill Dunford
しかし今、Junoの科学者のチームは、火星が原因である可能性があると主張しています。彼らは、2020年11月11日にJournal of Geophysical Research：Planetsで最初にオンラインで発見を 発表し、2021年3月9日に最終的な査読論文を発表しました。

探査機ジュノーに搭載された機器は、地球から木星への移動中に探査機に衝突する塵の粒子を偶然に検出しました。衝撃は、塵の起源と軌道進化への重要な手がかりを提供し、黄道光のいくつかの不思議な変化を解決しました。
彼らの発見は大きな意味を持っていますが、宇宙の残骸の研究に何年も費やした科学者たちはそうしようとはしませんでした。デンマーク工科大学のジョン・レイフ・ヨルゲンセン教授は、次のように述べています。
Jørgensenは、Junoの磁力計調査の一部である4つのスタートラッカーを設計しました。これらの車載カメラは、1/4秒ごとに空の写真を撮り、磁力計の精度に不可欠なエンジニアリングタスクである画像内の星のパターンを認識することにより、宇宙でのJunoの向きを決定します。
しかし、ヨルゲンセンは、彼のカメラが未発見の小惑星も見つけられることを望んでいました。そこで彼は、複数の連続した画像に表示されているが、既知の天体のカタログには含まれていないものを報告するように1台のカメラをプログラムしました。
彼はあまり見ることを期待していませんでした：空のほとんどすべてのオブジェクトは星表で説明されています。そのため、カメラが識別できないオブジェクトの何千もの画像をビームダウンし始めたとき（縞が現れ、その後不思議に消える）、ヨルゲンセンと彼の同僚は困惑しました。「私たちは画像を見て、 『これは何でしょうか？』と言っていました」と彼は言いました。
ヨルゲンセンと彼のチームは、多くのもっともらしい原因といくつかのもっともらしい原因を検討しました。スターカメラがジュノの燃料タンクの漏れを捕らえたという不安な可能性がありました。「私たちは 『何かが本当に間違っている』と思った」とヨルゲンセンは言った。「画像は、誰かがほこりっぽいテーブルクロスを窓の外で振っているように見えました。」
研究者が画像内のオブジェクトの見かけのサイズと速度を計算するまで、最終的に何かに気づきませんでした。塵の粒子が時速約16,000 kmでJunoに衝突し、サブミリ波の破片を削り落としました。ジュノの磁力計調査リーダーであり、NASAのグリーンベルトにあるゴダードスペースフライトセンターを拠点とするミッションの副主任研究員であるジャックコナーニーは、次のように述べています。メリーランド。
結局のところ、破片のスプレーは、Junoの広大なソーラーパネルから来ていました。これは、これまでに構築された中で最大かつ最も感度の高い意図しないダスト検出器です。
「私たちが追跡した各破片は、惑星間塵粒子の影響を記録しており、Junoの経路に沿った塵の分布をまとめることができます」とコナーニー氏は述べています。ジュノーは2011年に打ち上げられました。2012年に小惑星帯で深宇宙操作を行った後、2013年に地球の重力アシストのために太陽系の内部に戻り、木星に向かって宇宙船を打ち上げました。

Juno Flight Path to Jupiter

この視覚化は、2011年にフロリダにあるNASAのケネディ宇宙センターから打ち上げられてから、ジュピターへの5年間の飛行経路にあるNASAのジュノの宇宙船を示しています。
クレジット：NASAのゴダードスペースフライトセンター。NASA / JPL-Caltech / SwRIの提供による飛行経路アニメーション
コナーニーとヨルゲンセンは、塵の衝撃の大部分が地球と小惑星帯の間で記録され、木星の重力の影響に関連する分布のギャップがあることに気づきました。科学者によると、これは根本的な啓示でした。これまで、科学者はこれらの塵の粒子の宇宙での分布を測定することができませんでした。専用のダスト検出器は、収集領域が限られているため、まばらなダスト集団に対する感度が限られています。それらは主に、星間空間からのより豊富ではるかに小さな塵の粒子を数えます。それに比べて、Junoの広大なソーラーパネルには、ほとんどのダスト検出器の1,000倍の収集領域があります。

ジュノの科学者たちは、地球の重力がそれに近づくすべての塵を吸い上げるので、塵の雲は地球で終わると判断しました。「それは私たちが黄道光として見る塵です」とJørgensenは言いました。
外縁については、太陽から約2天文単位（AU）（1 AUは地球と太陽の間の距離）で、火星のすぐ先で終わります。その時点で、科学者たちは、木星の重力の影響が障壁として機能し、塵の粒子が内部の太陽系から深宇宙に移動するのを防いでいると報告しています。軌道共鳴として知られているこの同じ現象は、逆の方法でも機能し、深宇宙で発生した塵が内部の太陽系に入るのをブロックします。
重力障壁の深刻な影響は、塵の粒子が太陽の周りのほぼ円軌道にあることを示している、とJørgensenは言いました。「そして、2 AUの周りのほぼ円軌道で私たちが知っている唯一の物体は火星です。したがって、火星がこの塵の源であるというのが自然な考えです」と彼は言いました。

Juno Discovers Mars’ Dust Storms Fill Solar System (🎵 by Vangelis)

ジュノの科学者のチームは、火星が黄道光の背後にある惑星間塵、地平線から伸びるかすかな光の柱の原因である可能性があると主張しています。ジュノー宇宙船に搭載された機器は、地球から木星への移動中に宇宙船に衝突する塵の粒子を偶然に検出しました。衝撃は、塵の起源と軌道進化への重要な手がかりを提供しました。
クレジット：NASAのゴダードスペースフライトセンター
ここからビデオとアニメーションをダウンロードしてください
「私たちが測定する塵の分布は、観察された黄道光の変化とよりよく一致しています」とコナーニーは言いました。研究者たちは、塵をより厚い円盤に散乱させる木星との重力相互作用によって分散された、塵の雲によって反射された光を予測するためのコンピューターモデルを開発しました。散乱は、黄道への塵の傾きとその軌道離心率の2つの量にのみ依存します。研究者が火星の軌道要素を差し込んだとき、分布は黄道近くの黄道光の変化の物語の特徴を正確に予測しました。「つまり、私の見解では、これらの粒子が太陽系でどのように軌道を回っているのかを正確に知っていることの確認です」とコナーニーは言いました。
私たちが知っている最もほこりの多い惑星である火星が黄道光の源であるという良い証拠がありますが、ヨルゲンセンと彼の同僚は、ほこりが火星の重力のグリップからどのように逃げることができたかをまだ説明できません。彼らは他の科学者が彼らを助けることを望んでいます。
その間、研究者たちは、太陽系内の塵の粒子の真の分布と密度を見つけることは、エンジニアが塵の衝撃によりよく耐えることができる宇宙船の材料を設計するのに役立つことに注意します。ほこりの正確な分布を知ることは、粒子の最高濃度を回避するために、将来の宇宙船の飛行経路の設計を導くかもしれません。このような高速で移動する小さな粒子は、宇宙船から最大1,000倍の質量を削ることができます。
Junoのソーラーアレイは、サポート構造によってアレイの背面（または暗い側）への衝撃から太陽電池が十分に保護されているため、害を免れました。

バナー画像：イラストは、NASAのJuno宇宙船が、5年近く17億マイル以上移動した後、2016年7月4日に木星の軌道に入ったところを示しています。クレジット：NASA / JPL / SwRI。ここから画像をダウンロードしてください。
最終更新日：2021年3月10日
タグ： センター、ゴダードスペースフライトセンター、ジュノー、木星、火星　　太陽系