Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 17.10.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Миссия "Новые Горизонты": исследование спутников Никта и Гидра

Миссия «Новые Горизонты»: исследование спутников Никта и Гидра
shortstoryf

Недавние изображения Харона в очередной раз напомнили нам, что Плутон является не просто безликим телом Солнечной Системы, наоборот, он представляет собственную замкнутую систему всевозможных миров. Плутон и Харон вращаются друг относительно друга вокруг общего центра масс, который находится в космической пустоте между этими двумя телами. При определённых допущениях их систему можно считать единым целым, поскольку вокруг них вращаются ещё четыре небольших спутника: Стикс, Никта, Кербер и Гидра. Эти крошечные луны также вращаются вокруг центра масс системы, а их орбиты такие, что они слегка напоминают Солнечную Систему в миниатюре. Но, из-за того, что центральный объект представляет собой пару, то система Плутона скорее похожа не на Солнечную, а на планетную у звезды Kepler 47.

Плутон система

Вид системы Плутона в плане. Источник: SwRI/S. Porter

Размеры всех четырёх спутников не превышают 50 километров, каждый обладает очень неровной поверхностью, поскольку, в отличие от Плутона или Харона, эти тела не обладают достаточной гравитацией, которая смогла бы их превратить в относительно правильные шары. Никта и Гидра были обнаружены в 2005 году, незадолго до того, как был дан старт миссии «Новые Горизонты». Спутник Никта был назвал в честь древнегреческой богини ночи, а Гидра в честь мифологического стоглавого чудовища, но их имена были выбраны таким образом, что их первые буквы совпадали с названием миссии, которая тогда должна была вот-вот стартовать.

Стикс и Кербер были обнаружены спустя некоторое время после старта миссии, в 2011 и 2012 годах. И, несмотря на то что к тому времени все исследовательские наблюдения уже были запланированы, учёные всё-таки сумели выделить некоторое время для изучения новых спутников Плутона, пока аппарат находился в полёте. Именно из-за этого в конечном счёте миссия «Новые Горизонты» предоставила значительно больше информации о Никте и Гидре, чем о Стиксе и Кербере.

Никта

Никта

Три доступных на сегодняшний день изображения спутника Плутона Никты. Источник: NASA/JHUAPL/SwRI

Никта является вторым по величине спутником Плутона и самым близким относительно аппарата во время его сближения с Плутоном. И, несмотря на то что на Землю уже были переданы три разных изображения этого спутника, полученных камерой LORRI, кульминационная фотография высокого разрешения до сих пор хранится на цифровых носителях внутри корпуса аппарата в ожидании своего часа. Так получилось, что всего лишь спустя короткий промежуток времени после открытия, когда телескоп «Хаббл» увидел Никту в виде ничтожной точки света, благодаря космической станции этот спутник превратился во вполне осязаемое космическое тело. По вариациям яркости его поверхности удалось установить, что он, вероятнее всего, имеет вытянутую форму. Однако, первый же снимок, переданный миссией на Землю, немало удивил учёных, поскольку Никта на нём была не вытянутой, а в виде обычного неровного шара.

Марк Шоуолтер, человек, который обнаружил Стикс и Кербер, указал, что исследователи, вероятно, просто смотрят в направлении продольной оси спутника, и что на следующих снимках Никта обязательно должна быть похожа на «картошку». Вышло именно так: следующий снимок показал намного более вытянутую форму спутника, но и тут не обошлось без удивительной вещи — огромного кратера! Дело в том, что Никта сама по себе небольшая, и почему-то ей каким-то образом удалось сохранить тонкую грань между ударом, который создаст такой большой кратер и столкновением, в результате которого спутник попросту разрушился бы на две части. Так или иначе, Никте очень сильно повезло во время того столкновения, если она, конечно, не является частью разрушенной, древней луны.

Последнее на сегодняшний день изображение Никты было получено сразу после того, как космический аппарат пролетел Плутон и развернулся вокруг своей оси, что изучить его атмосферу на фоне солнечной подсветки. В связи с тем, что Никте совершенно не обладает своей атмосферой, это её изображение не является столь захватывающим, как предыдущие. Всё, что мы видим — узкий полумесяц, но вариации его яркости могут помочь исследователям в понимании того, из чего состоит поверхность этого объекта, гладкая ли она или покрыта колдобинами и камнями.

Никта в цвете

Три кадра одного и того же изображения Никты: чёрно-белое, цветовая информация, сложение двух предыдущих. Источник: NASA/JHUAPL/SwRI

На сегодняшний день о большом кратере на этом спутнике удалось установить лишь то, что он имеет отличный от остальной поверхности цвет. Это хорошо видно на опубликованном цветном снимке, который удалось получить благодаря многоспектральной камере Ralph. Разрешение этого инструмента в четыре раза хуже камеры LORRI, но он может видеть объект в четырёх фильтрах: синем, красном, ближнем инфракрасном и эмиссии метана. Те цвета, которые можно наблюдать на изображении, были получены с применением первых трёх фильтров. Точно так же удалось зафиксировать цветовую информацию и Плутона с Хароном. Видно, что большая часть поверхности Никты имеет нейтральный белый цвет, но кратер и вещество, выброшенное из него, показаны в красных оттенках. Это говорит о том, что под белой поверхностью спутника находится намного более тёмный материал. Специалисты говорят, они не смогут понять, что из себя представляет как светлое, так и тёмное вещество до тех пор, пока не будут переданы на Землю данные от картирующего композиционного инфракрасного спектрометра LEISA.

Гидра

Гидра

Спутник Плутона Гидра. Источник: NASA/JHUAPL/SwRI

Аппарат «Новые Горизонты» также не обошёл вниманием и другой спутник Плутона — Гидру. Некоторые его снимки были переданы на Землю. К сожалению, во время сближения этот спутник находился на противоположной стороне карликовой планеты, таким образом, его изображения выполнены в более низком разрешении. Поскольку во время подготовки миссии орбита Гидры ещё не была окончательно выявлена, планировщики научных исследований запрограммировали аппарат таким образом, чтобы он сделал шесть немного пересекающихся кадров. Как оказалось впоследствии, такой расчёт полностью себя оправдал, и Гидра попала точно на пересечение четырёх из шести кадров.

Объединив эти снимки в один, удалось установить, что Гидра имеет намного более сложную форму, чем Никта, и выглядит как увеличенная версия кометы Чурюмова — Герасименко, вокруг которой в настоящее время вращается «Розетта». Возможно, так же как и с кометой, Гидра могла образоваться в результате медленного столкновения двух более древних лун. К слову, изображения Стикса и Кербера вскоре должны быть переданы на Землю, но, к сожалению, они будут иметь такое же разрешение.

Обработка снимков

Автором статьи, перевод которой вы читаете, является Саймон Портер, сотрудник докторантуры Юго-западного исследовательского института. Ниже вы найдёте несколько слов о том, как он обрабатывал показанные в статье снимки.

Снимки Никты и Гидры были специальным образом обработаны с использованием языка программирования Python. Существует специальное расширение этого языка под названием AstroPy, которое разработано для астрономов-профессионалов. Оно позволяет разрабатывать астрономическое ПО под собственные нужды. Применительно к этой статье модуль AstroPy использовался для того, чтобы правильно прочитать изображения и перевести все пиксели в небесные координаты.

Использовался и другой модуль под названием Scikit-Image, который представляет собой большую коллекцию всевозможных алгоритмов, предназначенных для обработки изображений. Данные от LORRI имеют маленькое разрешение, поэтому изображения спутников выглядят здесь смазанными. Но сама оптика камеры очень прочная и не подвержена воздействию колебаний всевозможных вращающихся частей аппарата, в связи с этим можно использовать метод деконволюции для того, чтобы обработать снимки, как если бы изображение было в фокусе. Этот метод позволяет увеличивать резкость изображения, но на кадре появляется дополнительный «шум». Чтобы частично избавиться от этого шума используются несколько снимков после проведения деконволюции, и для каждого пикселя берется среднее значение.

По информации NASA.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google