بلوتو: التحضير لمحاذاة مثالية

تتم محاذاة الأرض والشمس وبلوتو عند معارضة بلوتو في 12 يوليو ، لأن بلوتو بالقرب من خط العقد ، والتقاطع بين المستوى المداري لبلوتو (الأرجواني) والأرض (الأبيض). هكذاالأرض ستعبر الشمسكما رأينا من بلوتو في 12 يوليو. Image viaآن فيربيسر.


هذا المقال بقلم آن فيربيسر ، أستاذة أبحاث في قسم علم الفلك في جامعة فيرجينيا وعالم مشروع مساعد في مهمة حزام كايبر الموسعة لـ New Horizons. أخبرت ForVM في أوائل يوليو 2018 أنه خلال محاذاة بلوتو القادمة ، سيستخدم علماء الفلك تلسكوب هابل الفضائي والمرافق الأرضية بما في ذلكماجلانوحلقفي تشيلي وجبل بالومارفي كاليفورنيا. تم نشر المقال في الأصل بواسطة بلوتو التابع لناساموقع نيو هورايزونز.أعيد طبعه هنا بإذن.

في كل عام ، تصل الكواكب التي تدور حول الشمس خارج مدار الأرض إلى ما يسميه علماء الفلكمعارضة، عندما تظهر في السماء في وضع معاكس للشمس. في المقابل ، يصطف الكوكب أو القمر الصناعي أو الكويكب والشمس مع الأرض بينهما. سيكون بلوتو وأقماره في المعارضة في عام 2018 في 12 يوليو الساعة 09:42 بالتوقيت العالمي المنسق ؛ترجمة التوقيت العالمي المنسق إلى وقتك. في بعض الأحيان تكون هذه المحاذاة دقيقة لدرجة أنك إذا كنت تقف على سطح أحد هذه الأجسام وتنظر إلى الأرض ، فسترى كوكبناعبور(أو التحرك عبر) القرص الشمسي.


تحدث هذه التعارضات 'الخاصة' عندما يكون الكوكب بالقرب مما يسمى بـخط العقد. خط العقد هو تقاطع مستوى مدار الأرض ومدار الكوكب. انظر إلى الصورة أعلاه. خط العقد هو التقاطع بينالطائرة المداريةبلوتو (أرجواني) والأرض (أبيض). نظرًا لأن مدار بلوتو يميل بشكل كبير بالنسبة لمستوى مسير الشمس ، فإن تقاطعات العقدة نادرة ، ولأن مدار بلوتو غريب الأطوار ، فإنها تحدث في فترات 87 و 161 عامًا.

إذا كان الكوكب قريبًا من إحدى نقاط التقاطع هذه في وقت معارضته السنوية ، فهو في محاذاة شبه مثالية مع الأرض والشمس. هذا هو الحال في عام 2018.

كان بلوتو آخر مرة بالقرب من إحدى نقاط التقاطع هذه في عام 1931. في 12 يوليو 2018 ، كما رأينا من بلوتو ، ستعبر الأرض وجه الشمس. لن يكون عبورًا مركزيًا ، لكنه سيكون مع ذلك عبورًا.

بعد ذلك ، وبسبب الانحراف اللامركزي لمدار بلوتو ، سوف تمر 161 سنة أخرى حتى فرصة المحاذاة المثالية التالية.




اقرأ المزيد عن عبور الأرض الذي شوهد من بلوتو في 12 يوليو

عندما يعبر القمر والأرض الشمس عند رؤيتهما من كوكب خارجي ، فقد يُنظر إليهما كنقاط مظلمة تعبر وجه الشمس. في 12 يوليو 2018 ، على الرغم من ذلك ، سيحتاج مراقب على بلوتو إلى معدات خاصة لاكتشاف العبور ، لأنه - في متوسط ​​مسافة بلوتو البالغة 3.67 مليار ميل (حوالي 6 مليارات كيلومتر) - تظهر الشمس أكبر بشكل هامشي فقط من كوكب المشتري من الأرض. صورة عبرمولارو وآخرون.، من arXiv 1509.01136 ، 2015 /مدونة ناسا نيو هورايزونز.

كان آخر معبر للعقدة على بلوتو في غضون عام واحدكلايد تومبواكتشافه في عام 1930. هل اكتشف تومبو بلوتو لأنه وقع في مستوى مدار الأرض ومدارات معظم الكواكب الأخرى في النظام الشمسي في عام 1930؟ المحتمل.

لكن هل حقيقة أن الأشياء تميل إلى أن تكون أكثر سطوعًا ، وأحيانًا بشكل استثنائي عندما تكون بالقرب من المعارضة ، تزيد أيضًا من فرص تومبو في تحقيق اكتشافه الشهير؟ ربما. كان بلوتو بالتأكيد أكثر إشراقًا في ذلك الوقت ، ولكن ما مدى سطوعه؟ ولماذا كانت أكثر إشراقًا؟ للإجابة على هذه الأسئلة ، نحتاج إلى التحقيق فيتأثير المعارضة.


تأثير المعارضة

تظهر جميع أسطح الأجسام الخالية من الهواء في النظام الشمسيتأثير المعارضة. هذه هي الزيادة (الدرامية في بعض الأحيان) في ضوء الشمس المنعكس الذي يحدث عندما يكون كوكب أو قمر أو كويكب أو مذنب في مواجهة. تسمى الزاوية بين الشمس والأرض كما تُرى من الكوكب بـزاوية المرحلة الشمسية، أو ببساطةزاوية المرحلة. تأثير المعارضة هو الزيادة في السطوع الملحوظ مع انخفاض زاوية الطور إلى الصفر.

تقاطع زحل وحلقاته وأقماره في كانون الثاني (يناير) 2005 ، وكانت العديد من التلسكوبات في العالم تراقب ذلك. حصل التلسكوب البالغ طوله 2.2 متر في مرصد كالار ألتو في إسبانيا على الصور الثلاث أدناه بزوايا طور مختلفة. عندما كان زحل في المعارضة ليلة 13 يناير 2005 ، انخفضت زاوية الطور إلى 0.02 درجة وأصبحت الحلقات ساطعة بشكل مذهل ، وأكثر إشراقًا مما كانت عليه في زاوية طور أكبر في فبراير وحتى أكثر إشراقًا مما كانت عليه في ليلة واحدة فقط بعد معارضة. لماذا أصبحت الحلقات مشرقة جدا؟ ولماذا لم يضيء زحل؟

تظهر أسطح الأجسام الخالية من الهواء في نظامنا الشمسيتأثير المعارضة. أي عندما يكون كوكب أو قمر أو نيزك أو مذنب في مواجهة وقربخط العقد- كما سيكون بلوتو في 12 يوليو 2018 - هناك زيادة في ضوء الشمس المنعكس. فيما يلي 3 مناظر لكوكب زحل من مرصد كالار ألتو الإسباني في عام 2005. في ليلة 13 يناير 2005 ، كان زحل في المعارضة ، وقريبًا جدًا من خط العقد. لاحظ مدى سطوع الحلقات. بعد ليلة واحدة فقط (في المنتصف) تصبح أكثر قتامة بشكل ملحوظ ، وتقل سطوعها بعد شهر (على اليمين). الصورة عبر مرصد كالار ألتو /مدونة ناسا نيو هورايزونز.


تأثير المعاكس هو نتاج ظاهرتين:ظل الجسيمات يختبئوتشتت خلفي متماسك. عندما يكون سطح أو حلقة كوكبية في مواجهة ، يمكن للجسيمات إخفاء ظلالها والمساهمة في زيادة السطوع. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتداخل أشعة الشمس الساقطة (أو الواردة) بشكل بناء مع ضوء الشمس المنعكس من السطح عند المعارضة وتزيد من السطوع المرصود. ومع ذلك ، لا تُظهر الأجواء تأثيرات معاكسة دراماتيكية مثل الحلقات والأقمار. اندهش علماء الفلك الذين كانوا يشاهدون أقمار زحل في ليلة 13 يناير لرؤية ريا ، ثاني أكبر أقمار زحل ، يبدو أكثر إشراقًا من تيتان العظيم ، أكبر أقمار زحل ، والمغطى بغلاف جوي سميك. على الرغم من حقيقة أن مساحة سطح ريا المتوقعة أصغر بأكثر من 11 مرة من سطح تيتان ، إلا أنها كانت أكثر إشراقًا بشكل واضح بسبب تأثير المعارضة.

تأثير المعارضة وتحليل بيانات الآفاق الجديدة

إذن ما الذي يخبرنا به تأثير المعارضة عن سطح الكوكب؟ من خلال قياس التغير في الانعكاس بعناية حيث تصبح زوايا الطور أصغر وأصغر ، خصائص السطح الفيزيائية مثلالمساميةوحجم الجسيمات والشفافيةيمكن تمييزها من تأثير المعارضة.

يتطلب التحليل الكمي لكيفية تشتت الضوء من سطح الجسيمات النظر في جميع زوايا الرؤية ، ليس فقط عند المعاكس أو عند 'اكتمال القمر' ، ولكن على طول الطريق إلى 'الهلال الرقيق'. مع اقتراب نيو هورايزونز من بلوتو في العام الماضي ، كانت زاوية الطور حوالي 15 درجة ، ومن خلال المواجهة ، نمت زوايا الطور التي شاهدت فيها أجهزة نيوهورايزنز بلوتو وأقماره بشكل أكبر وأكبر حتى كانوا يرون أخيرًا هذه الأجسام مضاءة من الخلف بالشمس عند زوايا الطور بالقرب من 170 درجة.

لكن نيو هورايزونز لم تنظر قط إلى بلوتو أو أقماره عند زوايا طور أصغر من ثمانية في المائة ، وهي أكبر بكثير من زوايا الطور التي يمكن بلوغها من الأرض وعند المعارضة. نظرًا لحجم مدار الأرض الذي يُشاهد من بلوتو ، لا يمكن أبدًا ملاحظة بلوتو وأقماره من الأرض بزوايا طور أكبر من درجتين تقريبًا.

من خلال دمج البيانات التي جمعتها New Horizons في زوايا طور أكبر مع البيانات التي تم الحصول عليها من التلسكوبات الأرضية ، يمكننا قياس بعض الخصائص الفيزيائية للأسطح في نظام بلوتو من خلال دراسة الطريقة التي يتشتت بها ضوء الشمس منها. تخبرنا الملاحظات في زوايا الطور الأكبر عن خشونة السطح ، بينما تلك الموجودة في زوايا الطور الأصغر تحمل أدلة على أحجام الجسيمات ومدى إحكام ضغطها ، أو مسامية السطح.

بلوتو وشارون كما يراها جهاز التصوير الاستطلاعي طويل المدى من نيوهورايزن (LORRI) في 8 يوليو 2015 ، بزاوية طور تبلغ حوالي 15 درجة. صورة عبرمدونة ناسا نيو هورايزونز/ JHUAPL / SwRI.

ماذا سيحدث عندما يعبر بلوتو وأقماره خط العقد في 12 يوليو 2018؟ عادة ما يكون سطوع شارون حوالي نصف سطوع بلوتو ، ولكن عندما يكون في المعارضة بالقرب من خط العقد ، هل سيبدو أكثر إشراقًا من بلوتو ، مثل ريا كان أكثر إشراقًا من تيتان عندما عبر زحل خط العقد في عام 2005؟ ربما لا ، لأن الغلاف الجوي لبلوتو أرق بكثير من الغلاف الجوي لتيتان. ما مقدار التعزيز في الانعكاس الذي منحه تأثير معارضة بلوتو لكلايد تومبو؟ لن نعرف فقط مدى سطوع كوكب بلوتو حتى عام 2018 ، ولكن يمكنك أن تكون على يقين من أننا سنراقب ذلك لمعرفة ذلك ، ولمعرفة المزيد عن الأسطح الرائعة لبلوتو وشارون!

Anne Verbiscer ، عبر جامعة فيرجينيا / دان أديسون /مدونة ناسا نيو هورايزونز.

الخلاصة: سيكون بلوتو في محاذاة شبه مثالية مع الأرض والشمس في يوليو 2018. في 12 يوليو 2018 ، ستعبر الأرض الشمس كما تُرى من بلوتو. علماء الفلك جاهزون!

اقرأ المزيد عن عبور الأرض الذي شوهد من بلوتو في 12 يوليو

شاهد صور عبور عطارد في 9 مايو 2016 من الأرض

شاهد صور عبور كوكب الزهرة من 5 إلى 6 يونيو 2012 من الأرض