Главная | О сайте | Задачи | Проекты | Результаты | Диверсификация | Новости | Вопросы | История | Информация | Ссылки
Секция Совета РАН по космосу
Уран — первая планета, открытая Уильямом Гершелем с помощью телескопа в 1781 году. Из-за того, что планета расположена далеко (примерно 19 астрономических единиц от Солнца), вблизи пролетал только «Вояджер-2» в 1986 году — с его помощью ученые получили большое количество информации об устройстве планеты и снимки Урана и его спутников. Кроме того для изучения Урана используют инфракрасные и бортовые фотометры (например, массив фотометров на телескопе «Гершель»). Более того — по потоку инфракрасного излучения от Урана калибруют верхнюю границу принимаемого потока фотометров. Однако из-за того, что Уран светит слишком ярко, он перекрывает излучение от своих спутников, затрудняя их изучение.
Для решения этой проблемы Орс Детре (Örs H. Detre) с коллегами из Института астрономии общества Макса Планка решил вычесть вклад излучения Урана и разработал итерационный алгоритм для получения эталонной точечной функции рассеяния Урана. Для этого ученые выбрали двадцать снимков инфракрасного спектра с космического телескопа «Гершель», полученные в течение пяти эпох с промежутком в шесть минут по трем разным каналам с длиной волны в 160, 100 и 70 микрометров.
В качестве подготовительного шага алгоритма астрономы отцентрировали снимки по Урану и нормализовали поток излучения, что позволило снизить погрешности до 0,19-0,27 процента. А чтобы избавиться от потерь информации от дискретизации, они наложили четыре снимка друг на друга. Затем уже использовался алгоритм: первая версия эталона получилась при построении медианы — отсекались пиксели, у которых поток был меньше среднего. Полученную версию эталона сравнивали с астрометрическими показателями: как движутся спутники Урана уже известно. В зависимости от отклонений эталон Урана и его спутников изменяли, а цикл повторялся до тех пор, пока эталон излучения Урана и его спутников не изменялся.
После получения итогового эталона излучения Урана астрономы смогли разглядеть самые большие спутники Урана: Титанию, Оберон, Умбриэль, Ариэль и Миранду. Чем дальше спутники находятся от Урана, тем точнее выделялся их световой поток: если для Титании и Оберона практически все измерения были достоверны, то для Миранды отношение сигнала к шуму оказалось слишком мало.
Тем не менее, авторы обнаружили некоторые особенности. Например, они не нашли никакой зависимости интенсивности отраженного света от расстояния спутника от Урана, так как у лунных орбит довольно малый эксцентриситет. Часто излучение с поверхности реголита описывается приближением излучения черного тела. И в этом случае ученые смогли вычислить температуры излучения черного тела: для Титании и Оберона — 73 и 69,5 кельвина, для Умбриэля — 54,7 кельвина, а для Ариэля — 20,1 кельвина.
В качестве модели для объяснения тепловых потоков авторы статьи использовали термофизическую модель, согласно которой из центра планеты к поверхности подступает тепло с изменяемой тепловой инерцией, а шероховатость поверхности оценивается характером кратеров (от гладких поверхностей до грубых). Полученные данные моделирования хорошо сошлись с предыдущими исследованиями спутников Урана.
Рассчитав тепловую инерцию лун, ученые пришли к выводу, что спутники по устройству своей ледяной поверхности близки к трансурановым карликовым планетам Плутону, Харону и Хаумее. Ученые надеются использовать свой алгоритм обработки фотометрических изображений и для других систем с засветкой.
Источник: N+1
Оригинальная статья: https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2020/09/aa37625-20/aa37625-20.html
(назван по имени английского математика, физика, астронома Исаака Ньютона - I. Newton 1643-1727) Важнейший для понимания процессов во Вселенной закон формулируется следующим образом... [далее]
Сайт разработан и поддерживается лабораторией 801 Института космических исследований Российской академии наук.
Подбор материалов - Н.Санько
Полное или частичное использование размещённых на сайте материалов
возможно только с обязательной ссылкой на сайт Секция Солнечная система Совета РАН по космосу.