En GIF, der blev sendt til Twitter i sidste uge, fandt et spændende syn: en sort-hvid scene med en "snestorm" på overfladen af en fjerntliggende komet.
Scenen er et klip, Twitter-bruger landru79 for nylig blev oprettet på 25 minutters værd af billeder fra Det Europæiske Rumagenturs (ESA) arkiver. Billederne blev fanget den 1. juni 2016 af Rosetta-rumfartøjet og viser tårnhøje klipper af den gummi-ducky-formede komet 67P / Churyumov – Gerasimenko omgivet af hvad der ser ud til at være faldende sne.
Serien med billeder har for nylig forårsaget en anelse opmuntring og gnistede spændende spekulationer om årsagen. Mens udsigten er reel, er "snestormen" stort set en illusion - en skør kombination af tilsyneladende stjernebevægelse i baggrunden og støv og kosmiske stråler i forgrunden. Som Mark McCaughrean, seniorrådgiver videnskab og efterforskning ved ESA, skriver i en e-mail til Smithsonian.com: "Tingene er ikke helt, som de ser ud."
I 2014 gik ESAs Rosetta ind i sin bane omkring Comet 67P og blev den første til at cirkle rundt om et frostigt rumsten. I to år kredsede den omkring kometen og indsamlede nogle imponerende data i processen, som den strålede tilbage til Jorden. ESA frigav for nylig nogle af disse betagende billeder til offentligheden, hvilket resulterede i den forbløffende nye GIF.
Drivkraften bag den snedækkede illusion er det tætte baggrund af stjerner, der ser ud til at danne et gardin med faldende sne i det fjerne. ”Men selvfølgelig falder de ikke”, ”skriver McCaughrean. Stjernens bevægelse er resultatet af en kombination af Rosettas skiftende position, når det klikker på hvert billede og kometens roterende bevægelse.
På højre side af billedet er stjerner fra stjernebilledet Canis Major. Og i billedets øverste venstre hjørne ser stjerneklyngen NGC 2362 ud. McCaughrean identificerede dette livlige bundt af stjerner, der ligger omkring 4.500 lysår fra Jorden ved hjælp af webstedet astrometry.net.
For at skabe denne fremskyndede GIF ville landru79 have roteret de originale billeder med 90 grader, bemærker McCaughrean. Uden denne rotation ville "snestjernerne" bevæge sig sidelæns, ”skriver han. "Da der ikke er nogen op eller nede i rummet, er det selvfølgelig helt fint, at landru79 valgte at rotere sekvensen, men det antyder, at det var et bevidst æstetisk valg at hjælpe med at skabe en illusion."
De fleste af pletterne i GIF's forgrund er faktisk partikler, der flyder langt væk fra Comet 67P - og ikke på overfladen af den iskolde verden. Rosetta fangede billederne, mens han cirklede omkring 13 kilometer væk. På denne afstand har håndværkets OSIRIS-kamera ikke følsomheden og opløsningen til at samle støvpartikler, der flyver rundt lige over kometens overflade, siger McCaughrean.
Denne "sne" i forgrunden er sandsynligvis en del af den disige støvkonvolut, kendt som komaet, der ofte dannes omkring kometens centrale iskrop eller kerne. Når kometer passerer tæt på solen, får den udstrålende varme noget af isen til at omdanne gas, hvilket genererer et bæv af støv omkring den iskolde kerne.
Og kometen 67P mangler bestemt ikke støv. I massen er kometen omkring 80 procent støv og kun 20 procent is, bemærker McCaughrean. Denne støvede overflod antyder også, at de fleste af striberne i forgrunden er støvpartikler snarere end vand eller kuldioxidis.
Den tilsyneladende "flagrende" bevægelse af disse partikler er stort set takket være rumfartøjets bevægelse gennem 67P's koma. Som McCaughrean skriver: "Der er en overvægt af bevægelse fra nederst til højre til venstre, tror jeg, hvilket antyder, at bevægelserne ikke er semi-tilfældige, som du kunne forvente i skyen af langsomt bevægende støv omkring kometen."
Da billederne er komprimeret til en kort GIF, vises handlingen meget, meget hurtigere end hvordan den skete i realtid. Her er en (lidt) langsommere version Twitter-bruger Avi Solomon postet:
Nogle af disse striber kan også være resultatet af højenergipartikler, der slår kameraet, skriver Ryan F. Mandelbaum for Gizmodo . Men McCaughrean mener, at bidraget til denne effekt, kendt som kosmiske strålehændelser, er mindre.
En sidste fortællende detalje, der demonstrerer effekten, er mere illusion end snestorm er den relative mængde "sne" i forgrunden og baggrunden. Stjernerne skaber en tæt prikket baggrund, mens det kun ser nogle få glimt af hvid som glider over kometens overflade. Hvis det virkelig var en "snestorm", skulle de to fremstå mere lige så befolkede.
”Og alligevel er det hele ægte: intet falsk ved det, ” skriver McCaughrean. "Således en bemærkelsesværdig kraftig optisk illusion, hvor mennesker indtrykker noget kendt fra Jorden ... på en kosmisk scene."
