Вчені розгадали код радіолокаційних сигнатур супутників Юпітера та Сатурна

Спільне дослідження під керівництвом доктора Джейсона Хофгартнера, старшого наукового співробітника Південно-західного науково-дослідного інституту, проливає світло на дивовижні радарні сигнатури крижаних супутників, що обертаються навколо Юпітера та Сатурна. Виразні радіолокаційні характеристики цих небесних тіл, які значно відрізняються від властивостей скелястих планет і більшості льодів Землі, довго бентежили дослідників.

«Було опубліковано шість різних моделей у спробі пояснити радарні сигнатури крижаних супутників, які обертаються навколо Юпітера і Сатурна», — сказав Хофгартнер, перший автор дослідження, яке було опубліковано в Nature Astronomy. «Спосіб, у який ці об’єкти розсіюють радари, кардинально відрізняється від способу скелястих світів, таких як Марс і Земля, а також менших тіл, таких як астероїди та комети».

«Коли ми дивимося на супутник Землі, він виглядає як круглий диск, хоча ми знаємо, що це сфера. Планети та інші супутники так само виглядають як диски в телескопи», — сказав Хофгартнер. «Під час радіолокаційних спостережень центр диска дуже яскравий, а краї набагато темніші. Зміни від центру до краю дуже відрізняються для цих крижаних супутників, ніж для скелястих світів».

У співпраці з доктором Кевіном Хендом з Лабораторії реактивного руху НАСА Хофгартнер стверджує, що надзвичайні радарні властивості цих супутників, такі як їхня відбивна здатність і поляризація (орієнтація світлових хвиль, коли вони поширюються в просторі), дуже ймовірно, можна пояснити. за допомогою ефекту когерентного зворотного розсіювання (CBOE).

«Коли ви перебуваєте в опозиції, Сонце розташоване прямо за вами на лінії між вами та об’єктом, поверхня виглядає набагато яскравішою, ніж в іншому випадку», — сказав Хофгартнер. «Це відоме як ефект опозиції. У випадку з радаром передавач замінює Сонце, а приймач — ваші очі».

Крижана поверхня, пояснив Хофгартнер, має навіть сильніший опозиційний ефект, ніж звичайна. Для кожного шляху розсіювання світла, що відбивається крізь лід, при протистоянні є шлях у прямо протилежному напрямку. Оскільки два шляхи мають абсолютно однакову довжину, вони поєднуються узгоджено, що призводить до додаткового освітлення.

У 1990-х роках були опубліковані дослідження, які стверджували, що CBOE є одним із пояснень аномальних радіолокаційних сигнатур крижаних супутників, але й інші пояснення можуть пояснити дані однаково добре. Хофгартнер і Хенд покращили поляризаційний опис моделі CBOE, а також показали, що їх модифікована модель CBOE є єдиною опублікованою моделлю, яка може пояснити всі властивості крижаного супутникового радара.

«Я вважаю, що це говорить нам про те, що поверхні цих об’єктів і їх глибина на багато метрів дуже пошкоджені», — сказав Хофгартнер. «Вони не дуже одноманітні. Крижані скелі домінують у ландшафті, можливо, чимось схожі на хаотичний безлад після зсуву. Це пояснює, чому світло відбивається в багатьох різних напрямках, даючи нам ці незвичайні поляризаційні сигнатури».

Хофгартнер і Хенд використовували радіолокаційні спостереження з обсерваторії Аресібо, яка була одним із двох телескопів, які проводили радіолокаційні спостереження за крижаними супутниками, доки вона не була серйозно пошкоджена внаслідок обвалення опорної конструкції, антени та купола та згодом виведена з експлуатації. Дослідники сподіваються провести подальші спостереження, коли це буде можливо, і планують вивчити додаткові архівні дані, які можуть пролити ще більше світла на крижані супутники та CBOE, а також на радіолокаційні дослідження льоду на полюсах Меркурія, Місяця та Марса.