NASAs EPIC visningspletter blinker på Jorden

En million miles fra Jorden, et NASA-kamera fanger uventede lysglimt, der reflekteres fra vores planet. Det hjemadvendte instrument på NOAAs Deep Space Climate Observatory, eller DSCOVR, lanceret i 2015, fanget hundredvis af disse glimt i løbet af et år. Som skarpe observatører uden for NASA skrev i, stille spørgsmålstegn ved kilden til disse lys, videnskabsmænd tydede den lille årsag til de store refleksioner:høj højde, vandret orienterede iskrystaller.

NASA's Earth Polychromatic Imaging Camera (EPIC) instrument ombord på DSCOVR tager næsten-time billeder af den solbeskinnede planet fra dens sted mellem Jorden og solen. Alexander Marshak, DSCOVR stedfortrædende projektforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, bemærkede først lysglimt, der lejlighedsvis dukkede op over oceanerne, mens han så gennem dagens EPISKE billeder.

Undersøgelse af blinkene, Marshak og hans kolleger fandt ud af, at lignende refleksioner fra vores lyseblå prik fangede astronomen Carl Sagans opmærksomhed i 1993. Sagan så på billeder taget af rumfartøjet Galileo, som blev opsendt i 1989 for at studere Jupiter og dens måner. Under en, hvis dens tyngdekraftsassistance svinger rundt om Jorden, Galileo vendte sine instrumenter på denne planet og indsamlede data. Sagan og hans kolleger brugte det til at teste et nøglespørgsmål:Om rumfartøjer kunne opdage signaturer af liv på afstand.

"Store vidder af blåt hav og tilsyneladende kystlinjer er til stede, og nærmere undersøgelse af billederne viser et område med [spejllignende] refleksion i havet, men ikke på land, " skrev de om glimtene.

Lysglimt reflekteret fra oceaner - som dem, Sagan refererer til - kunne have en simpel forklaring, Marshak sagde:Sollys rammer en glat del af et hav eller en sø, og reflekterer direkte tilbage til sensoren, som at tage et flash-billede i et spejl.

Men da forskerne tog endnu et kig på Galileo-billederne, de så noget, Sagan og hans kolleger tilsyneladende savnede – også lyse lysglimt over land. Og disse blink dukkede også op på de EPISKE billeder. Som kontaktpersonen på webstedet, der poster alle EPIC billeder, Marshak begyndte at få e-mails fra folk, der var nysgerrige efter, hvad blinkene var.

"Vi fandt også en del meget lyse blink over landjorden, " sagde han. "Da jeg så det første gang, tænkte jeg, at der måske var noget vand der, eller en sø, solen reflekterer fra. Men glimtet er ret stort, så det var det ikke."

I stedet, han og hans kolleger Tamas Varnai fra University of Maryland, Baltimore County, og Alexander Kostinski fra Michigan Technological University, tænkt på vand andre steder i jordsystemet:ispartikler højt oppe i atmosfæren. Forskerne udførte en række eksperimenter, detaljeret i et nyt papir udgivet i Geofysiske forskningsbreve , for at bekræfte årsagen til de fjerne blink.

Først, forskerne katalogiserede alle de potentielle sollysglimt over land i billeder fra det EPIC-kamera. Blitzen vises i tre forskellige farver, fordi kameraet tager den røde, grønne og blå billeder med flere minutters mellemrum. I alt, forskerne fandt 866 udbrud mellem DSCOVRs lancering i juni 2015 og august 2016.

Forskerne mente, at hvis disse 866 blink var forårsaget af reflekteret sollys, de ville være begrænset til bestemte pletter på kloden - pletter hvor vinklen mellem solen og Jorden er den samme som vinklen mellem rumfartøjet og Jorden, gør det muligt for rumfartøjet at opfange det reflekterede lys. Da de plottede placeringerne af glimtene med, hvor disse vinkler ville matche, givet Jordens hældning og rumfartøjets placering, de to matchede.

Dette var med til at bekræfte, at det ikke var noget som lyn, der forårsagede blinkene, Marshak sagde:"Lyn er ligeglad med solen og EPICs placering." Forskerne plottede også vinkler for at bestemme, at lyset reflekterede fra ispartikler, der svævede i luften næsten vandret.

Et andet træk ved EPIC-dataene hjalp med at bekræfte, at blinkene var fra stor højde, ikke bare vand på jorden. To kanaler på instrumentet er designet til at måle højden af ​​skyer, og da forskerne gik til dataene, fandt de høje cirrusskyer, 3 til 5 miles (5 til 8 kilometer), hvor glimtene var placeret.

"Kilden til blinkene er bestemt ikke på jorden. Det er bestemt is, og højst sandsynligt solreflektion fra vandret orienterede partikler, " sagde Marshak.

At opdage glimt som dette langt længere væk end i dette tilfælde kunne bruges af andre rumfartøjer til at studere exoplaneter, han sagde. Som jordforsker, imidlertid, Marshak undersøger nu, hvor almindelige disse vandrette ispartikler er, og om de er almindelige nok til at have en målbar indflydelse på, hvor meget sollys der passerer gennem atmosfæren. Hvis så, det er en funktion, der kunne inkorporeres i computermodeller af, hvor meget varme der når og forlader Jorden.

DSCOVR-missionen er et partnerskab mellem NASA, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) og det amerikanske luftvåben, med det primære mål at vedligeholde landets solvindovervågningskapacitet i realtid, som er kritiske for nøjagtigheden og ledetiden for rumvejrvarsler og prognoser fra NOAA.