Astronomía

¿Por qué las imágenes de radar de los cometas están sombreadas solo en un lado?

¿Por qué las imágenes de radar de los cometas están sombreadas solo en un lado?

La NASA publicó una imagen de un cometa el otro día. La imagen muestra al cometa iluminado desde arriba. Vea la imagen de la NASA a continuación.

Sin embargo, dado que es una imagen de radar, habría asumido que obtendría un sombreado en todos los lados y ángulos rasantes, como el terciopelo o la microscopía electrónica de barrido. O alternativamente, sombrear los lados que dan a la antena parabólica y atenuar los bordes. Para el aspecto aterciopelado, compare con esta imagen de Wikipedia:

Entonces, ¿por qué la imagen del cometa está sombreada solo desde arriba?


Hay un artículo de blog muy bueno aquí que explica este efecto, pero básicamente el cambio Doppler del retorno del radar significa que ciertas partes del asteroide se iluminan más que otras en las longitudes de onda de observación desde la Tierra. Está mejor explicado en el artículo >>

Tomado del artículo "Cómo los radiotelescopios obtienen" imágenes "de asteroides" Publicado por Emily Lakdawalla:

A medida que un asteroide gira, algunas partes se mueven hacia nosotros, mientras que otras partes se alejan. A medida que los frentes de ondas de radio de transmisión golpean la parte del asteroide que se mueve hacia nosotros, el asteroide choca contra cada frente de onda más rápido de lo que lo haría si no estuviera girando. La velocidad de los frentes de onda no cambia, porque la velocidad de la luz es constante, por lo que los frentes de onda terminan empaquetados más juntos. Este es un desplazamiento Doppler. El asteroide ha tomado la longitud de onda de transmisión y la ha reflejado en una longitud de onda más corta desde las partes del asteroide que giran hacia nosotros. En el otro lado del asteroide, que se aleja, ocurre lo contrario; cada frente de onda que llega choca contra el asteroide un poco más tarde de lo que lo haría si el asteroide no estuviera rotando, por lo que las ondas reflejadas se separan más.

Fuente: http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2011/3248.html?referrer=https://en.wikipedia.org/


Impacto profundo (falso)

Cada dos años, expertos en asteroides de todo el mundo se reúnen para fingir que el impacto de un asteroide es inminente. Durante estos escenarios de impacto de una semana, los participantes no saben cómo evolucionará la situación de un día para otro, pero deben hacer planes basados ​​en las actualizaciones diarias que reciben.

Por segunda vez en la historia de la conferencia & # 8217, la ESA estará tuiteando en vivo el escenario de impacto hipotético, por lo que conocerá las "noticias" como lo hacen los expertos. ¿Qué harán ellos? ¿Qué harías?

El asteroide de este año: "2021 PDC"

Hemisferio de impacto potencial para 2021 PDC

- Un asteroide fue descubierto el 19 de abril de 2021 y el Minor Planet Center de la IAU le dio el nombre de "2021 PDC".

- El día después de que se descubra el PDC de 2021, la NASA y la ESA & # 8216 sistemas de monitoreo de impacto & # 8217 identifican varias fechas futuras en las que este asteroide podría potencialmente impactar la Tierra. Ambos coinciden en que el impacto potencial más probable es el 20 de octubre de 2021 & # 8211 a solo 6 meses de distancia.

- La probabilidad de ese impacto es de aproximadamente 1 en 2500. Con solo dos días de seguimiento de este objeto, no se puede hacer una mejor estimación de la probabilidad del impacto.

- Se sabe muy poco sobre las propiedades físicas del PDC 2021. Su tamaño, en particular, es muy incierto. Su & ​​# 8216 magnitud aparente & # 8217 sugiere un asteroide de unos 120 metros de tamaño. ¡Pero podría oscilar entre 35 y # 8211 700 metros!

- Los astrónomos continúan rastreando el asteroide todas las noches después del descubrimiento, y la probabilidad de impacto aumenta constantemente. A partir del 26 de abril de 2021, el primer día de la Conferencia de Defensa Planetaria de 2021, la probabilidad de impacto ha aumentado a aproximadamente el 5%. El resto del escenario se desarrollará en la conferencia.

DÍA 1: Conoce el asteroide & # 8211 ¿cuál & # 8217s el riesgo?

El día 1 de la Conferencia de Defensa Planetaria y analizamos con un poco más de detalle el hipotético asteroide 2021 PDC, así como también determinamos algunas ideas iniciales de los efectos del impacto, si llegara a atacar.

Posibilidad de impacto: 5%

En la actualidad, debido a las observaciones limitadas del asteroide, la incertidumbre en la trayectoria de 2021 PDC & # 8217s es alta.

Los puntos rojos muestran las posibles posiciones del PDC de 2021 el 20 de octubre de 2021, calculadas utilizando solo una semana de datos de seguimiento desde el descubrimiento. El 5% de los puntos rojos se cruzan actualmente con la Tierra, lo que da una probabilidad de impacto de 1 en 20. A medida que se realicen más observaciones, la región de incertidumbre se reducirá.

Tamaño del objeto: muy incierto.

Teniendo en cuenta las incertidumbres actuales, el asteroide ficticio 2021 PDC podría ser tan grande como 700 mo tan pequeño como 35 m.

Zona de impacto potencial: 2/3 de la superficie de la Tierra y # 8217s

Según el conocimiento actual de la órbita, 2021 PDC podría impactar en cualquier lugar dentro de una región que cubre 2/3 de la superficie de la Tierra, sombreada aquí en rojo / púrpura.

Efecto del impacto potencial:

El peor escenario para 2021 PDC es que mide 700 m de tamaño. Un asteroide de este tipo chocando contra la Tierra tendría resultados catastróficos, aunque se encuentra por debajo del umbral de 1 km para una posible catástrofe global. ¿Mejor caso? A 35 m, el asteroide, si choca, causaría un gran estallido de aire si se rompiera en la atmósfera hasta la devastación a escala local.

Si tomamos un tamaño medio de

150 m, ¿qué tipo de daño podría causar el 2021 PDC? En cualquier lugar desde 0 & # 8211, 86 millones de personas podrían verse afectadas. Los daños causados ​​por la explosión son el peligro predominante, mientras que los daños causados ​​por el calor y los tsunamis son posibles, aunque menos probables y graves.

El tamaño, la gravedad y la ubicación de los posibles daños siguen siendo muy inciertos.

El peligro principal es la explosión de aire / impacto que causa explosión & # 8216 sobrepresión & # 8217, lo que resulta en daños estructurales menores a niveles potencialmente insuperables.
El área esperada de daño tendría un radio de 0 a 500 km,

90 km de media. Sin embargo, la posibilidad de impacto sigue siendo escasa, lo que significa que hay un 97% de posibilidades de que no se produzcan daños, con pequeñas posibilidades de que un impacto pueda afectar a miles o millones de personas.

Dia 2: Nuevas observaciones confirman que el asteroide * ficticio * impactará

En nuestro escenario hipotético, ha pasado una semana y ahora estamos en el 2 de mayo de 2021. Nuevas observaciones confirman que el asteroide ficticio 2021 PDC golpeará la Tierra en seis meses. Las regiones en riesgo incluyen Europa y África del Norte. ¿Qué hará la comunidad internacional a continuación?

Probabilidad de impacto: 100%

Fecha del impacto: 20 de octubre de 2021, 17:13 UTC +/- 82 s

Tamaño del objeto: todavía muy incierto

Teniendo en cuenta las incertidumbres actuales, el asteroide aún podría ser tan grande como 700 mo tan pequeño como 35 m.

Región / ubicación de impacto:

El día 2 de la Conferencia de Defensa Planetaria y nuestro conocimiento del camino del asteroide y # 8217s ha mejorado. Desafortunadamente, el asteroide * ficticio * golpeará en algún lugar de la región roja.

En algún lugar dentro de una gran región que cubre gran parte de Europa y se extiende al norte de África. Los países con mayor riesgo son Dinamarca, Alemania, República Checa, Austria, Eslovaquia, Hungría, Eslovenia, Croacia, Serbia, Montenegro y Albania. La región se extiende al norte hasta Noruega y Suecia, al oeste, a Inglaterra, Francia e Italia, al este, a países como Lituania, Polonia, Ucrania, Rumanía y Bulgaria, y al sur, a Grecia y Egipto.

Tamaño del área de daño alrededor del sitio del impacto: muy incierto

Dependiendo del tamaño del objeto, el daño severo del chorro de aire podría extenderse desde & # 8220Minimal & # 8221 (unos pocos kilómetros) hasta & # 8220Local & # 8221 (decenas de kilómetros) hasta & # 8220Regional & # 8221 (cientos de kilómetros).

¿Cuáles son nuestras opciones para una misión espacial?
El Grupo Asesor y de Planificación de Misiones Espaciales (SMPAG), un foro internacional de agencias espaciales, está considerando la viabilidad de las misiones espaciales como una respuesta internacional coordinada al PDC 2021 & # 8211.Los principales problemas son: el tiempo es limitado y no tenemos un idea clara del tamaño del asteroide.

Debido al muy poco tiempo hasta el impacto ficticio, nuestras opciones son limitadas. La mayoría de las opciones descritas en la encuesta de Twitter del día 1 y # 8217 son más efectivas cuando se usan para empujar el asteroide suavemente, lo que resulta en un cambio de dirección notable que se acumula con el tiempo.

Sin embargo, la fuerza requerida para desviar el asteroide ficticio 2021 PDC de un curso de colisión con la Tierra es tan grande que corre el riesgo de romper el asteroide, tal vez creando múltiples fragmentos grandes que podrían impactar la Tierra.

Las opciones actuales disponibles son enviar una misión de reconocimiento (para obtener más información sobre el asteroide imaginado) y / o enviar una misión con un dispositivo explosivo nuclear de 4,5 millones de toneladas & # 8211 el rendimiento de una misión de intercepción de alta velocidad.

Sin embargo, varias leyes internacionales descartan el uso de armas nucleares en el espacio. Entonces, ¿qué hará la comunidad internacional?

Día 3: Misión imposible

Es el tercer día de la Conferencia de Defensa Planetaria y hay nuevos desarrollos, no tan positivos, que se desarrollan en el escenario de impacto ficticio. Ahora avanzamos dos meses hasta el 30 de junio, menos de cuatro meses hasta que el asteroide imaginario 2021 PDC golpee la Tierra. Las nuevas mediciones infrarrojas basadas en el espacio han mejorado nuestra comprensión de los efectos del impacto del asteroide # 8217.

Se espera que el impacto ficticio ocurra en algún lugar dentro de un área de Europa central de aproximadamente 800 km de largo por 250 km de ancho. Los países en riesgo incluyen Alemania, República Checa, Austria, Eslovenia y Croacia.

Hay un 99% de probabilidad de que el impacto se localice dentro de la gran región sombreada, un 87% de probabilidad de que ocurra dentro del contorno medio y un 40% dentro de la región central de color rojo oscuro. Las regiones de impacto pronosticado en el futuro serán más pequeñas y anidarán dentro de la gran región sombreada actual.

Entonces, ¿qué pasa con el tamaño del asteroide imaginario? Las nuevas mediciones del satélite NEOWISE indican que el PDC 2021 no puede ser tan grande como se pensaba anteriormente. El nuevo rango de tamaño está entre 30 y # 8211 500 m.

Tomando un tamaño promedio para el asteroide de 136 m, ¿qué tipo de daño podríamos esperar? En cualquier lugar desde 0 & # 8211, 6,6 millones de personas podrían verse afectadas. Los peligros principales son el estallido de aire y el impacto, que dañarían una región de hasta 250 km.

La siguiente imagen muestra la región de riesgo de daño potencial, que es mucho más grande que la región de la imagen anterior porque los daños graves podrían extenderse por decenas o incluso cientos de kilómetros alrededor del punto de impacto. Esta región de riesgo de daño potencial tiene aproximadamente 1400 kilómetros de largo por 700 kilómetros de ancho.

Entonces, ¿qué pasa con la posibilidad de una misión espacial para lidiar con el asteroide? El Grupo Asesor y de Planificación de Misiones Espaciales (SMPAG) ha concluido que no se pueden lanzar misiones espaciales al asteroide ficticio 2021 PDC a tiempo para desviarlo o interrumpirlo.

En nuestro escenario de impacto ficticio, la fecha es ahora el 14 de octubre de 2021, seis días antes de que el asteroide imaginario 2021 PDC impacte la Tierra. El asteroide se encuentra actualmente a 6,3 millones de kilómetros de distancia y se dirige a la Tierra a una velocidad de 10,7 km / s.

Posibilidad de impacto: 100%

Tamaño del objeto: Nuevas imágenes de radar muestran que el tamaño del PDC 2021 es de 105 m +/- 10%

Velocidad de impacto: 15,2 kilometros / s

Lugar de impacto: Una región de unos 23 km de diámetro, centrada cerca de las fronteras de tres países: Alemania, República Checa y Austria. La ubicación del impacto se puede predecir en 23 km y el tiempo en un segundo.

Las regiones sombreadas en esta imagen muestran dónde es más probable que ocurra el impacto. Existe un 99% de probabilidad de que el impacto se localice dentro del contorno exterior, el 87% dentro del contorno medio y el 40% dentro de la región central rojo oscuro.

La siguiente imagen muestra la región de riesgo de daño potencial, que es mucho más grande que la región de la imagen anterior porque los daños graves podrían extenderse hasta unos cien kilómetros desde el punto de impacto. En el caso de mayor impacto energético, la región de riesgo de daño potencial grave es de unos 300 km de ancho, como lo indica el
región sombreada la extensión del daño grave para el caso promedio, indicado por los contornos de las líneas, es de unos 150 km de ancho.


Estas imágenes exponen el lado oscuro del sistema solar

Si desea comprender la extravagante familia de objetos que componen nuestro sistema solar, desde diminutos cometas chisporroteantes hasta tremendos planetas anillados, podría comenzar por sumergirse en los términos técnicos que abundan en la literatura científica. Oblatura. Grabens. Magnetosfera. Volátiles. Por supuesto, dé el paso si así lo desea. Es muy gratificante. Pero si su objetivo es desarrollar una sensación más intuitiva de su lugar dentro de esta colorida comunidad alrededor del sol, puede comenzar el curso de velocidad con una sola palabra tomada del mundo del arte: claroscuro.

Los artistas del Renacimiento acuñaron el término para describir una estética novedosa definida por contrastes extremos entre las partes brillantes y oscuras de una pintura. Claroscuro (“Claro-oscuro” en italiano) le dio al lienzo una sensación expansiva, tridimensional y una sensación de misterio emocional. Para los artistas que lo abrazaron, incluidos Leonardo, Rembrandt y Vermeer, este nuevo enfoque también estableció una ruptura brusca con el estilo duro y plano del arte medieval. Para los observadores del cielo, sin embargo, claroscuro fue solo un reconocimiento extremadamente tardío de una verdad natural que sus predecesores habían descubierto milenios antes. El funcionamiento de los cielos se expresa a través de la interacción contrastante de la luz y la oscuridad.

Los eclipses más hermosos del sistema solar nunca son visibles desde la Tierra.

Aunque la luz puede parecer el elemento dominante en el cielo, la oscuridad a menudo contiene las lecciones más poderosas. La oscuridad definió el evento astrológico más asombroso y temido, un eclipse total de sol, e inspiró algunos de los mayores avances en la historia de la ciencia. Los astrólogos chinos comenzaron a producir registros escritos de eclipses que se remontan al menos al año 2000 a. C. En el siglo VI a.C., los babilonios habían desarrollado un calendario sofisticado que les permitía predecir eclipses con notable precisión.

En los tiempos modernos, los eclipses solares llevaron al descubrimiento del elemento helio y violentas erupciones en el sol en 1919, la sombra de un eclipse solar permitió a los investigadores por primera vez validar la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. Incluso hoy, claroscuro sigue siendo una poderosa herramienta de descubrimiento y comprensión. Incluso hoy, claroscuro sigue siendo una poderosa herramienta de descubrimiento y comprensión. En todo el sistema solar, la oscuridad expone los lugares secretos que la luz solo oscurece: los lugares notables donde las lunas se rompen, nacen los cometas y la vida extraterrestre puede estar nadando en un océano cubierto de hielo.

NASA / JPL-Caltech / Malin Space Science Systems / Texas A & ampM Univ.

Un sol manchado en Marte

Los eclipses solares no son exclusivos de la Tierra. Son posibles en cualquier mundo que tenga una luna alineada con el sol. Marte tiene dos de esas lunas, Fobos y Deimos. Ambos son diminutos (Fobos, el más grande, tiene 14 millas de diámetro, apenas más grande que la isla de Manhattan), pero también giran muy cerca del planeta. Como resultado, Fobos parece lo suficientemente grande como para borrar una gran fracción del sol visto desde la superficie de Marte. Fobos también completa una órbita en solo 7 horas y 39 minutos, por lo que su sombra oscura se extiende constantemente por el paisaje marciano.

El rover Opportunity de propulsión nuclear de la NASA observó uno de los eclipses de Fobos el 20 de agosto de 2013. La sincronización de estos eventos ayuda a los científicos planetarios a monitorear los movimientos de las lunas marcianas y predecir su destino. Fobos está girando constantemente hacia el interior de Marte, los últimos cálculos indican que será destrozado por la gravedad del planeta en menos de 50 millones de años. Luego, sus restos se esparcirán en un sistema de anillos, como los anillos de Saturno, pero más pequeños y oscuros.

La forma abultada de Fobos también es evidente por su silueta irregular contra el sol. Claramente no es una luna como la nuestra, y por ahora nadie está seguro de cómo llegó allí. Una idea es que Fobos y Deimos son asteroides descarriados que fueron capturados por Marte. Otra es que se formaron a partir de los escombros que se desprendieron del planeta durante un enorme y antiguo impacto. Fobos incluso podría ser una especie de Fénix celestial, nacido de los restos de una luna anterior que se rompió en anillos que luego se volvieron a ensamblar. En 2024, la Agencia Espacial Japonesa lanzará una misión llamada MMX (Exploración de las Lunas Marcianas) para visitar Fobos, tomar muestras de su superficie y completar los detalles de esta luna en la sombra.

NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciencias Espaciales

Eclipsado por un planeta anillado

Los eclipses más hermosos del sistema solar nunca son visibles desde la Tierra, pero uno de ellos fue capturado con detalles puntillistas por la nave espacial Cassini que rodeó Saturno desde 2004 hasta 2017. El 17 de octubre de 2012, durante la órbita 174 de la sonda, se pasó directamente detrás del planeta y se sumergió en su sombra. Sin embargo, no todo estaba realmente oscuro. Se puede ver la luz del sol eclipsado fluyendo alrededor de los bordes de Saturno, lo que permite a los investigadores estudiar la estructura de la atmósfera espesa y ventosa de hidrógeno y helio del planeta.

El mayor drama visual proviene de los anillos del planeta, visto desde una perspectiva única. Nada de lo que ves aquí está iluminado directamente por el sol, sino que estás viendo cómo la luz del sol se dispersa por los trozos de hielo que componen los anillos. Los colores indican la estructura y composición de esos trozos, mientras que el brillo indica su tamaño promedio evidentemente, varían en escala desde motas de polvo hasta icebergs flotantes del tamaño de una pequeña casa. La paleta inusual se debe en parte a este tipo de iluminación desconocido y en parte a la forma en que se compuso la imagen: la cámara de imágenes de Cassini tomó tres fotografías en luz infrarroja, roja y violeta, que luego se combinaron para simular una vista en color.

Saliendo de la oscuridad en la parte inferior izquierda hay dos puntos de luz tenues e intrigantes. Son Tetis y Encelado, dos de las 82 lunas de Saturno. Encelado es un pequeño mundo extraordinario, que alberga un océano profundo y cálido debajo de su hielo. Los astrobiólogos ahora lo consideran uno de los lugares más probables para buscar vida extraterrestre en el sistema solar. Ese esfuerzo está siendo ayudado por otro juego de luces y sombras. Más sobre eso en breve.

NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins / Southwest Research Institute

Eclipsado por un planeta enano

Ver un eclipse de Saturno es algo raro. Ver un eclipse de sol por Plutón es un evento único en la vida. Ocurrió el 14 de julio de 2015, cuando la nave espacial New Horizons de la NASA voló detrás del planeta enano Plutón en su salida del sistema solar, y no hay planes para que vuelva a suceder.

Durante mucho tiempo, se creyó que Plutón era un mundo inerte y sin aire. New Horizons demostró lo contrario. Si Plutón fuera una bola de hielo desnuda, se vería como un disco negro, casi invisible. El borde azul intenso cuenta una historia muy diferente. A pesar de ser más pequeño que la luna de la Tierra, y a pesar de que las temperaturas rondan los -390 grados Fahrenheit, Plutón tiene una atmósfera compleja compuesta de nitrógeno mezclado con metano y monóxido de carbono y lleno de una neblina azul inesperada. Mire de cerca y verá que la neblina está dividida en docenas de capas. Los científicos que trabajan con los datos de New Horizon creen que la neblina está compuesta de smog fotoquímico (no muy diferente de Los Ángeles en un mal día), incluidos compuestos orgánicos como etileno y acetileno. Las partículas son tan finas que dispersan principalmente luz azul, por la misma razón por la que nuestros cielos son azules. Nadie sabe por qué siguen una estructura en capas tan complicada.

Mire más de cerca y verá rayas de oscuridad atravesando la neblina. Estas son las sombras de las montañas de Plutón: picos escarpados que están compuestos de hielo de agua congelada y cubiertos con glaciares de nitrógeno. Las sombras se asemejan a las líneas de oscuridad, conocidas como rayos crepusculares, que a menudo verás alrededor de las nubes iluminadas desde atrás por el sol. Solo en este caso, la oscuridad proporciona nuestra primera medida de la topografía del terreno helado de Plutón.

ESA / Rosetta / MPS para OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

Eclipsado por un cometa en erupción

Cualquier cosa que pase frente al sol puede crear un eclipse. No tiene por qué ser un planeta o una luna. Un cometa también hará el truco, como se ve en esta imagen del cometa conocido como 67P / Churyumov – Gerasimenko, o simplemente "67P" para sus amigos. De 2014 a 2016, la misión Rosetta de la Agencia Espacial Europea estudió de cerca el 67P, dejó caer un pequeño módulo de aterrizaje en su superficie y obtuvo, con mucho, los mejores retratos jamás tomados del núcleo frío y sólido de un cometa.

El 29 de marzo de 2016, Rosetta capturó esta vista del cometa 67P desde una distancia de 510 millas. El cometa en sí es minúsculo, apenas tiene 4 kilómetros de ancho en su dimensión más larga. Estrictamente hablando, este no es un verdadero eclipse, el sol está ligeramente hacia un lado en lugar de directamente detrás del cometa. Pero en esta disposición, el cometa está casi completamente iluminado a contraluz, con su lado nocturno frente a nosotros, contra un telón de fondo estrellado. Puedes ver un hilo de sol cayendo sobre la parte superior del cometa. Sin embargo, lo que es realmente interesante son los chorros borrosos y las serpentinas que rodean al cometa, que son especialmente prominentes cuando se iluminan así desde atrás.

El cometa 67P pasó la mayor parte de su vida (miles de millones de años) en la penumbra del Cinturón de Kuiper, una región del sistema solar exterior que se extiende mucho más allá de Plutón. En algún momento, se alteró y cayó hacia el sol. Luego, en 1959, tuvo la desgracia de pasar cerca de Júpiter, lo que lo acercó aún más. Ahora sus gases congelados se vaporizan regularmente bajo el calor solar, liberando nubes de polvo que hacen visibles los chorros y las serpentinas. Lo que ves aquí, nunca antes visto, es la primera etapa del proceso que da a los cometas sus colas. El cometa en sí es tan negro como un trozo de carbón, el vasto rastro de gas y polvo que deja es lo que atrapa la luz del sol y hace que los cometas parezcan brillar maravillosamente en nuestros cielos.

NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins / Southwest Research Institute

Silueta en el cinturón de Kuiper

A veces, los astrónomos no pueden entender lo que están mirando hasta que pueden ver una sombra. Ese fue el caso del enigmático objeto conocido como Arrokoth. Reside a más de 4 mil millones de millas del sol en el cinturón de Kuiper (la misma región donde se originó el cometa 67P) y fue el segundo destino de New Horizons después de su encuentro con Plutón y sus lunas.

Antes de que llegara New Horizons el 31 de diciembre de 2018, no sabíamos esencialmente nada sobre este objeto, el Telescopio Espacial Hubble lo había observado solo como un punto en la oscuridad. En las imágenes iniciales de la nave espacial, Arrokoth parecía parecerse a un muñeco de nieve de 22 millas de altura, con una bola más pequeña atascada sobre una segunda más grande. Luego, un día después, la nave espacial miró hacia atrás a su objetivo mientras se alejaba a toda velocidad, y la imagen se volvió más complicada.

Arrokoth apareció como dos parches de vacío, donde su masa bloqueaba la luz de las estrellas de fondo, bordeada por dos delgadas medias lunas de luz solar débil (borrosas aquí debido a la larga exposición). Quedó claro que el objeto no era tanto un muñeco de nieve como dos panqueques pegados en el borde. Nadie había visto algo así antes. Una estructura tan delicada podría haberse formado solo a través de un proceso igualmente delicado y suave. La formación de la Tierra fue un proceso violento, marcado por temblorosos impactos de asteroides y colisiones infernales a gran escala. Sin embargo, Arrokoth reveló que la violencia no siempre es la solución. En las franjas exteriores del sistema solar, los objetos eran tan fríos y de movimiento lento, aparentemente, que simplemente podían tocarse y pegarse.

NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciencias Espaciales

Géiseres en el crepúsculo

Encelado es otro cuerpo fascinante cuyos secretos surgen solo si no lo miras demasiado directamente. El océano cálido que está escondido debajo de su hielo bien podría haber permanecido oculto y desconocido, si no fuera por una pista crucial que literalmente se filtró: hay géiseres de agua que brotan de las fisuras en el polo sur de esta luna de 310 millas de ancho. Los géiseres son rasgos sutiles, invisibles en imágenes directas de la superficie de Encelado. Pero aparecen cuando se ven en silueta contra un espacio vacío, especialmente si el sol los ilumina a contraluz.

En esta imagen de Cassini, tomada el 30 de noviembre de 2010, varios géiseres salen disparados en una variedad de direcciones. La sombra de Encélado contra los géiseres ayudó a los científicos a determinar la ubicación y la geometría de los géiseres al observar cómo esas sombras cambiaban en el transcurso de una temporada refinando aún más la información. El análisis químico del material que se está disparando arrojó varias noticias interesantes. Junto con el agua y las sales esperadas, los géiseres contienen compuestos orgánicos. Los instrumentos de Cassini también detectaron la presencia de sílice, que puede mezclarse con agua en los volcanes submarinos.

En conjunto, la evidencia indica que Encelado tiene los ingredientes crudos para la vida y una fuente de energía potencial. Los respiraderos hidrotermales de la Tierra sustentan ecosistemas ricos. Sin embargo, si hay vida en Encelado, puede ser difícil de encontrar. Incluso en sus puntos más delgados, la corteza helada tiene probablemente al menos una milla de espesor, lo que significa que cualquier cosa viva debe estar nadando en la oscuridad como la tinta.

Chabot, N.L., Shread, E.E., y Harmon, J.K. Investigación de los depósitos polares del sur de Mercurio: observaciones de radar de Arecibo y determinación de alta resolución de las condiciones de iluminación. Journal of Geophysical Research: planetas (2018).

Sombras frías en un planeta caliente

Uno de los descubrimientos recientes más sorprendentes sobre el sistema solar es que hay agua en todas partes, pero la mayoría no está a la vista. El océano de Encelado es un ejemplo de ello (junto con un océano enterrado similar en la luna Europa de Júpiter, y muy probablemente también en varias otras lunas). Aún más sorprendente, quizás, ha sido el descubrimiento de hielo de agua en Mercurio, el planeta más cercano al sol. Las temperaturas diurnas rondan los 800 grados Fahrenheit, lo que parecería descartar cualquier tipo de agua, y mucho menos hielo. Resulta que el secreto es buscar en los lugares donde no brilla el sol.

Alrededor de los polos norte y sur de Mercurio, hay docenas de cráteres y cuencas que crean sombras permanentes. Dado que no reciben calor del sol y que Mercurio no tiene atmósfera, estos lugares se mantienen extremadamente fríos, más de 300 grados bajo cero grados Fahrenheit. El hielo puede permanecer estable indefinidamente a esas temperaturas, lo que explicaría por qué las ondas de radar que rebotan en esas áreas se reflejan como si hubieran golpeado capas de hielo.

Entre 2011 y 2015, la nave espacial MESSENGER de la NASA trazó un mapa de los cráteres de oscuridad perpetua y confirmó que coinciden con el patrón de los ecos de radar. Las mediciones topográficas de MESSENGER también muestran que los cráteres sombreados parecen contener depósitos gruesos e inclinados, que probablemente son acumulaciones de hielo de agua. Depósitos de hielo similares parecen salpicar los polos de nuestra luna, donde podrían proporcionar recursos útiles para futuros exploradores lunares.

NASA / JPL-Caltech / SwRI

Resplandor ultravioleta de Júpiter

Durante las últimas décadas, el significado astronómico de claroscuro se ha expandido a medida que los astrónomos han desarrollado herramientas no solo para mirar en la oscuridad, sino también para observar formas de luz que son invisibles para el ojo humano. Como resultado, los mundos familiares han revelado repentinamente rostros desconocidos. Júpiter es bien conocido por sus icónicas nubes con bandas de colores y su gran mancha roja. Pero a través de los ojos ultravioleta de la nave espacial Juno, las nubes se desvanecen y la implacable pantalla de auroras del planeta aparece a la vista.

El óvalo azul muestra el anillo de auroras que rodean continuamente el polo norte de Júpiter. El resplandor ocurre cuando las partículas cargadas eléctricamente del sol quedan atrapadas en el campo magnético de Júpiter y luego se arrojan a la atmósfera donde derraman su energía en forma de rayos ultravioleta.

Todo en Júpiter es de gran tamaño y sus auroras no son una excepción. El anillo de auroras tiene más de 20.000 millas de ancho, aproximadamente tres veces el diámetro de la Tierra. El campo magnético de Júpiter es tan fuerte que crea corrientes eléctricas conectadas a sus lunas, a cientos de miles de distancia donde esas corrientes golpean el planeta, crearon los puntos en la imagen. Y cuando las partículas cargadas chocan contra la atmósfera, lo hacen con hasta 30 veces más energía que en las débiles auroras de luz visible de la Tierra.

JAXA / ISAS / DARTS / Damia Bouic

El segundo planeta del sol no recibe ningún respeto. Estados Unidos no ha enviado una nave espacial a Venus en más de 30 años. Parte del problema es que es muy aburrido de ver. El planeta está cubierto de nubes perpetuas e ininterrumpidas que reflejan el 75 por ciento de la luz que las golpea. Eso hace que Venus sea brillante y hermoso en los cielos de la Tierra, pero es difícil de estudiar de manera significativa, al menos, siempre que se limite a la luz visible.

La sonda Akatsuki de Japón, actualmente en órbita alrededor de Venus, examina el planeta en radiación infrarroja y ve un mundo totalmente diferente. Debajo de sus nubes, Venus tiene una atmósfera espesa de dióxido de carbono, 90 veces más gruesa que la de la Tierra, que produce un efecto invernadero extremo, calentando la superficie a 850 grados Fahrenheit. A esta temperatura, la superficie brilla intensamente en infrarrojos, como la lámpara de las gafas de visión nocturna. Lo que Ataksuki ve es, por tanto, como un negativo fotográfico, con todas las nociones habituales de brillo y oscuridad invertidas.

En esta imagen, estamos mirando el lado nocturno de Venus. La iluminación no proviene del sol sino de la energía infrarroja del planeta y su atmósfera inferior. Los parches brillantes son áreas donde las nubes superiores son delgadas, lo que permite que el infrarrojo brille a través de parches oscuros que son áreas de nubes gruesas a gran altitud. Visto bajo esta luz, Venus es un lugar salvaje, tormentoso y dinámico. Venus también es muy similar a la Tierra en tamaño y composición, pero de alguna manera se ha convertido en un planeta infernal. Este planeta podría anticipar nuestro propio destino sombrío. Merece una mirada más de cerca.

Bono: El lado brillante de la luna

En toda esta charla sobre la oscuridad en el sistema solar, es posible que haya notado que no se menciona el lado oscuro de la luna. Y por una buena razón: no es algo real. Cada parte recibe luz solar, a excepción de esas pequeñas bolsas de cráteres en sombras cerca de los polos. Incluso Pink Floyd sabía esto, recordando amablemente a los oyentes atentos, “Realmente no hay un lado oscuro de la luna. De hecho, todo está oscuro. Lo único que lo hace parecer liviano es el sol ".

Para alejarse de la oscuridad y celebrar la luz, mire esta hermosa animación creada por Science Visualization Studio de la NASA. Ofrece un tipo diferente de cambio de percepción, mostrando cómo se verían las fases de la luna para alguien que estuviera sobre el lado lejano, el lado que la gente comúnmente describe como "oscuro". Deje que se reproduzca el video y deje que entre la luz del sol.

Corey S. Powell disfruta explorando las posibilidades externas de la física y la astronomía. Escribe el blog Out There y es coanfitrión del podcast Science Rules. @coreyspowell

Buscando una segunda tierra en las sombras

Some dark, clear nights, when the blazing stars cast shadows down on Mauna Kea, Hawaii, the astronomer Olivier Guyon steps away from his workbench and computer screens and walks outside the giant 8-meter Subaru Telescope to savor the heavens. Guyon. READ MORE


UA Researcher Captures Rare Radar Images of Comet 46P/Wirtanen

Comet P46/Wirtanen is seen here crossing a dark, moonless night sky on Dec. 17, with the Pleiades looming in the background. (left)

Although barely visible to the naked eye, Comet 46P/Wirtanen keeps some secrets so close that only radar can uncover them.

As the comet was making its close approach to Earth on Dec. 16, it was studied by a team of scientists led by Ellen Howell from the UA's Lunar and Planetary Laboratory. The team used Arecibo Observatory’s planetary radar, which is supported by NASA’s Near-Earth Object Observations program.

Studying the comet with radar provides a glimpse of its nucleus, the solid portion of the comet usually hidden inside a cloud of gas and dust that makes up the coma and tail. Radar images also allow for a precise determination of the comet’s orbit, allowing scientists to better predict how the gas and dust emission can alter the orbit.

Arecibo Observatory, a facility of the National Science Foundation operated by the University of Central Florida, is the only radar facility with the sensitivity to acquire images of Comet 46P/Wirtanen’s nucleus during its flyby. The Arecibo radar observations of Comet 46P/Wirtanen began Dec. 10 and continued through Dec. 18.

The radar images of the nucleus revealed an elongated, somewhat lumpy body that is much rougher than others that have been studied.

The new radar observations provided the first definitive measurements of Comet 46P/Wirtanen’s diameter, which is approximately 0.9 miles (1.4 km). Previous size estimates of the diameter were derived from the comet’s brightness, but radar provides a more direct measurement.

Howell’s team, which included scientists from the University of Central Florida and the Lunar and Planetary Institute, was also able to observe the comet’s large-grain coma, which is only detectable to radar. They discovered that it contains a significant population of particles, defined as those just under an inch (2 cm) and larger. This coma skirt, seen in some but not all comets observed with radar, is very extensive and asymmetric in this active comet.

“Radar observations give us images of the comet nucleus we can’t get any other way. This comet has a really rugged looking surface, which might be related to the large population of grains in its coma,” said Howell, a senior research scientist at the Lunar and Planetary Laboratory. “Every comet we study is unique. Radar images are important pieces of the puzzle.”

Howell’s team was also able to find some surprising differences between this and other comets of the same family.

Comet 46P/Wirtanen is one of a group of comets called Jupiter family comets, as their orbits are controlled by Jupiter’s gravity. Two other Jupiter family comets, 45P/Honda-Mrkos-Pajdusakova and 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak, were also recently studied by radar in 2017.

Although the three comets have similar orbits and activity levels, the radar observations show that they are actually quite different, especially with regard to the large grains in the coma. Comet 46P/Wirtanen has a large population of large grains, 45P/Honda-Mrkos-Pajdusakova has a smaller population of these grains, but 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak had none.

Comet 46P/Wirtanen made its closest approach of Earth at about 7.2 million miles (11.6 million km), or 30 Earth-Moon distances, at a speed of over 22 thousand miles per hour (10 km/sec) relative to Earth. Howell’s team collaborated with a larger UA research group, headed by Lunar and Planetary Laboratory professor Walter Harris, to observe the comet at many different wavelengths during the pass to characterize the gas and dust emanating from the nucleus that forms the coma.

Comets are remnants of the planet-forming process, and are part of a group of objects made of water, ice and rocky material that formed beyond Neptune. The study of these objects gives us an idea of how our solar system formed and evolved over time.

This comet is only the eighth imaged using radar in the last 30 years, as comets rarely come close enough to the Earth to get detailed images. In fact, although 46P/Wirtanen has an orbital period of about 5.44 years, it rarely passes this close to Earth. The next close approach by Comet 46P/Wirtanen will be in 2029, but during that approach the comet will be 10 times farther away from the Earth than it is now.

This flyby was the best known opportunity to image a comet with radar for the next 30 years.


Putting Philae to Work

Rosetta’s OSIRIS telephoto camera recorded the Philae lander after separation on November 12th.
ESA / OSIRIS team

The day began with Rosetta, the mission's "mother ship," maneuvering into position for the probe's release. Separation followed at 8:35 UT, and Philae began a 7-hour-long free fall toward its carefully selected landing site. (Initially designated simply "J," one among many candidates, the final site was christened Agilkia, for a small island in the Nile River.

Rosetta's camera captured the probe as it slowly drifted away. Philae also took images of the comet during the long descent, including one made public taken from an altitude of about 2 miles (3 km). The initial touchdown, at an estimated speed of just 2 miles per hour (1 meter per second), was unexpectedly soft — the craft's three shock-absorbing legs flexed only about 1½ inches (4 cm).

The washing-machine-size lander appears to have escaped damage. "We still do not fully understand what has happened," admitted Stephan Ulamec, lander manager at the DLR German Aerospace Center, during a post-landing briefing. But Philae's scientific payload was operating as planned, he says. "We have plenty of data."

Philae's ROLIS (Rosetta Lander Imaging System) looked down on the landing site ('Agilkia") during the lander's descent. At the time its altitude was about 2 miles (3 km).
ESA / ROLIS team

All this drama played out with the comet some 300 million miles (500 million km) from Earth. That's too far for Philae to communicate directly, so transmissions were relayed by Rosetta. Contact with the lander broke off soon after the lander finally settled down as Rosetta slipped below the horizon. But experiments continued working and storing data according to a preprogrammed sequence. An on-board battery will provide power only for about 64 hours of operation. After that, the 10 instruments aboard will draw electricity from a smaller, secondary battery that, with luck, will be recharged by solar cells mounted on Philae's exterior.

A fuller picture of what happened during the unorthodox landing has begun to emerge. Images relayed by the Comet Nucleus Infrared and Visible Analyzer (CIVA) show a surface far more rugged than expected or desired. The skewed perspective of some images suggests that Philae came to rest tipped up to one side, with one of its three legs suspended above the surface.

"It is difficult to know the angle of Philae," comments Phillipe Gaudon, Rosetta project leader at the French aerospace company CNES. "It is probably more than 30°." Adds CNES's Marc Kircher, "We are in a kind of cave — not a very flat area." Fortunately, whatever its final orientation, Philae ended up with its radio antenna pointed skyward.

Meanwhile, it appears that eight of the lander's 10 instruments are working. The other two — an alpha proton X-ray spectrometer (APXS) and the drilling system — have been disabled for now because both involve contact with the surface and engineers are worried about triggering shifts in the lander's apparently precarious orientation.

The mission team is weighing its options. Drilling to obtain a sample, essential for a planned assay of elemental isotopes and organic compounds in the icy surface, might dislodge the lander and cause it to shift in an uncontrolled way.

But time is running out: Philae's main battery has only a 64-hour store of electricity, and its solar-cell arrays are only getting 1½ hours of sunlight during each rotation of the comet — just 25% of the levels they would generate from a flat, open location. For now, the instruments are gathering as much data as they can. The situation will become clearer once the OSIRIS telephoto camera aboard Rosetta is able to pinpoint Philae's exact location.


NASA telescope studies quirky comet 45P

When comet 45P zipped past Earth early in 2017, researchers observing from NASA's Infrared Telescope Facility, or IRTF, in Hawai'i gave the long-time trekker a thorough astronomical checkup. The results help fill in crucial details about ices in Jupiter-family comets and reveal that quirky 45P doesn't quite match any comet studied so far.

Like a doctor recording vital signs, the team measured the levels of nine gases released from the icy nucleus into the comet's thin atmosphere, or coma. Several of these gases supply building blocks for amino acids, sugars and other biologically relevant molecules. Of particular interest were carbon monoxide and methane, which are so hard to detect in Jupiter-family comets that they've only been studied a few times before.

The gases all originate from the hodgepodge of ices, rock and dust that make up the nucleus. These native ices are thought to hold clues to the comet's history and how it has been aging.

"Comets retain a record of conditions from the early solar system, but astronomers think some comets might preserve that history more completely than others," said Michael DiSanti, an astronomer at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, and lead author of the new study in the Astronomical Journal.

The comet -- officially named 45P/Honda-Mrkos-Pajdu&scaronáková -- belongs to the Jupiter family of comets, frequent orbiters that loop around the Sun about every five to seven years. Much less is known about native ices in this group than in the long-haul comets from the Oort Cloud.

To identify native ices, astronomers look for chemical fingerprints in the infrared part of the spectrum, beyond visible light. DiSanti and colleagues conducted their studies using the iSHELL high-resolution spectrograph recently installed at IRTF on the summit of Maunakea. With iSHELL, researchers can observe many comets that used to be considered too faint.

The spectral range of the instrument makes it possible to detect many vaporized ices at once, which reduces the uncertainty when comparing the amounts of different ices. The instrument covers wavelengths starting at 1.1 micrometers in the near-infrared (the range of night-vision goggles) up to 5.3 micrometers in the mid-infrared region.

iSHELL also has high enough resolving power to separate infrared fingerprints that fall close together in wavelength. This is particularly necessary in the cases of carbon monoxide and methane, because their fingerprints in comets tend to overlap with the same molecules in Earth's atmosphere.

"The combination of iSHELL's high resolution and the ability to observe in the daytime at IRTF is ideal for studying comets, especially short-period comets," said John Rayner, director of the IRTF, which is managed for NASA by the University of Hawai'i.

While observing for two days in early January 2017 -- shortly after 45P's closest approach to the Sun -- the team made robust measurements of water, carbon monoxide, methane and six other native ices. For five ices, including carbon monoxide and methane, the researchers compared levels on the sun-drenched side of the comet to the shaded side. The findings helped fill in some gaps but also raised new questions.

The results reveal that 45P is running so low on frozen carbon monoxide, that it is officially considered depleted. By itself, this wouldn't be too surprising, because carbon monoxide escapes into space easily when the Sun warms a comet. But methane is almost as likely to escape, so an object lacking carbon monoxide should have little methane. 45P, however, is rich in methane and is one of the rare comets that contains more methane than carbon monoxide ice.

It's possible that the methane is trapped inside other ice, making it more likely to stick around. But the researchers think the carbon monoxide might have reacted with hydrogen to form methanol. The team found that 45P has a larger-than-average share of frozen methanol.

When this reaction took place is another question -- one that gets to the heart of comet science. If the methanol was produced on grains of primordial ice before 45P formed, then the comet has always been this way. On the other hand, the levels of carbon monoxide and methanol in the coma might have changed over time, especially because Jupiter-family comets spend more time near the Sun than Oort Cloud comets do.

"Comet scientists are like archaeologists, studying old samples to understand the past," said Boncho Bonev, an astronomer at American University and the second author on the paper. "We want to distinguish comets as they formed from the processing they might have experienced, like separating historical relics from later contamination."

The team is now on the case to figure out how typical their results might be among similar comets. 45P was the first of five such short-period comets that are available for study in 2017 and 2018. On the heels of 45P were comets 2P/Encke and 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak. Due next summer and fall is 21P/Giacobini-Zinner, and later will come 46P/Wirtanen, which is expected to remain within 10 million miles (16 million kilometers) of Earth throughout most of December 2018.

"This research is groundbreaking," said Faith Vilas, the solar and planetary research program director at the National Science Foundation, or NSF, which helped support the study. "This broadens our knowledge of the mix of molecular species coexisting in the nuclei of Jovian-family comets, and the differences that exist after many trips around the Sun."

"We're excited to see this first publication from iSHELL, which was built through a partnership between NSF, the University of Hawai'i, and NASA," said Kelly Fast, IRTF program scientist at NASA Headquarters. "This is just the first of many iSHELL results to come."


Weighing space dust with radar

It is thought that over 1,000 kilograms of so-called interplanetary dust falls to Earth every day. This dust is essentially an untold number of small faint meteors, discarded remnants of asteroids and comets that pass by the Earth. Two ways to study faint meteors are radar and optical observations, each with advantages and limitations. Astronomers have combined specific observations with both methods, and can now use radar to make the kinds of observations that previously only optical telescopes could make.

Our solar system is a busy place -- in addition to the large bodies we are all familiar with exist an uncountably large number of rocky asteroids and icy comets. These mostly stay put in their orbits far from Earth but many also roam around the solar system. As they do, they shed some material due to collisions, deformations or heating. Due to this, the Earth is surrounded by small particles we call interplanetary dust. By investigating the size and composition of the interplanetary dust, astronomers can indirectly investigate the activity and makeup of the parent bodies.

"When in space, interplanetary dust is practically invisible. However, around 1,000 kilograms falls to Earth every day in the form of tiny meteors which appear as bright streaks in the night sky," said astronomer Ryou Ohsawa from the Institute of Astronomy at the University of Tokyo. "We can observe these with ground-based radar and optical instruments. Radar is useful as it can cover wide areas and gather vast readings, but optical telescopes can give more detailed information useful for our studies. So we set out to bridge this gap to boost our observational capacity."

Ground-based radar is very good at detecting the motion of meteors, but it does not reveal much information about the mass or composition of the meteors. Optical telescopes and sensors can infer those details based on the light given off by falling meteors due to interaction with the atmosphere. However, telescopes have a limited field of view and until recently lacked the sensitivity to see faint meteors at all. Ohsawa and his team wished to imbue radar observatories with the powers of optical ones. After a few years, they have finally succeeded.

"We thought that if you could observe enough meteors simultaneously with both radar and optical facilities, details of the meteors in the optical data may correspond to previously unseen patterns in the radar data too," said Ohsawa. "I am pleased to report this is in fact the case. We recorded hundreds of events over several years and have now gained the ability to read information about meteor mass from subtle signals in radar data."

In 2009, 2010 and 2018, the team used the Middle and Upper Atmosphere (MU) Radar facility, operated by Kyoto University and located in Shigaraki, Shiga Prefecture, and the Kiso Observatory, operated by the University of Tokyo, on the Nagano Prefecture side of Mount Ontake. They are 173 kilometers apart, which is important: the closer the facilities, the more accurately the data from them can be correlated. MU points directly upwards, but Kiso can be angled, so it was pointed 100 km above the site of MU. The team saw 228 meteors with both facilities and this was plenty to derive a statistically reliable relationship to connect radar and optical observations.

"Data analysis was laborious," said Ohsawa. "A sensitive instrument called the Tomo-e Gozen wide-field camera mounted to the Kiso telescope captured over a million images a night. This is too much for us to analyze manually so we developed software to automatically recognize faint meteors. From what we've learned here we hope to extend this project and begin using radar to investigate the composition of meteors. This could help astronomers explore comets and aspects of solar system evolution like never before."


Interstellar heavy metals

Another remarkable study published today in Nature shows that heavy metals are also present in the atmosphere of the interstellar comet 2I/Borisov. A team in Poland observed this object, the first alien comet to visit our Solar System, using the X-shooter spectrograph on ESO’s VLT when the comet flew by about a year and a half ago. They found that 2I/Borisov’s cold atmosphere contains gaseous nickel.

“At first we had a hard time believing that atomic nickel could really be present in 2I/Borisov that far from the Sun. It took numerous tests and checks before we could finally convince ourselves,” says study author Piotr Guzik from the Jagiellonian University in Poland. The finding is surprising because, before the two studies published today, gases with heavy metal atoms had only been observed in hot environments, such as in the atmospheres of ultra-hot exoplanets or evaporating comets that passed too close to the Sun. 2I/Borisov was observed when it was some 300 million kilometres away from the Sun, or about twice the Earth-Sun distance.

Studying interstellar bodies in detail is fundamental to science because they carry invaluable information about the alien planetary systems they originate from. “All of a sudden we understood that gaseous nickel is present in cometary atmospheres in other corners of the Galaxy,” says co-author Michał Drahus, also from the Jagiellonian University.

The Polish and Belgian studies show that 2I/Borisov and Solar System comets have even more in common than previously thought. “Now imagine that our Solar System’s comets have their true analogues in other planetary systems — how cool is that?,” Drahus concludes.


Meteorites, Comets, and Planets

1.24.6.3 Titan

The complexity of Titan’s atmospheric chemistry began to be apparent when telescopic infrared spectroscopy detected a number of hydrocarbons in addition to the methane discovered in 1944 ( Danielson et al., 1973 Gillett, 1975 Kuiper, 1944 ). In 1981, Voyager observations determined that Titan’s atmosphere is primarily nitrogen with methane as a minor constituent. The surface temperature is ∼94 K and the surface pressure is high, ∼1.5 times the Earth’s ( Hanel et al., 1981 Lindal et al., 1983 Tyler et al., 1981 ). Complex photochemistry in the atmosphere produces a rich array of hydrocarbons ( Strobel, 1982 Yung et al., 1984 ), which have been identified in Voyager infrared spectra ( Hanel et al., 1981 Kunde et al., 1981 Lutz et al., 1981, 1983a, b Maguire et al., 1981 Samuelson et al., 1981 ). The currently identified atmospheric species are given in Table 2 .

Table 2 . Satellite composition summary

Planet satellitesSurface composition (including “condensed” trapped species)Atmospheric composition
MajorMajorMajorMinor
Júpiter
IoSilicate, possibly ultramaficSO2, SX, NaClSO2O, SO, S2, Na, K, NaCl
EuropaH2OH2O2, XySO4·NH2O, SO2, CO2, O2,O2Na, K, H
GanymedeH2OCO2, CH2, C≡N, H–S, XySO4, NH2O, SO2, O2, O3O2H
CallistoH2O, hydrated silicatesCO2, CH2, C≡N, H–S, XySO4·NH2O, SO2, O2O2?CO2
Saturno
MimasH2O
EnceladusH2OC–H,H2Onorte2, CH4
TethysH2O
DioneH2O
RheaH2O
TitanH2O, hydrocarbonsCH4, C2H6norte2 40 Ar, CH4, H2, C2H6, C2H2, C3H8, C2H4, C4H2, HCN, CO, CO2, H2O
IapetusH2O, dark material (?)CO2
Urano
MirandaH2O, dark material (?)
ArielH2O, dark material (?)
UmbrielH2O, dark material (?)
TitaniaH2O, dark material (?)
OberonH2O, dark material (?)
Neptuno
TritonH2O, CH4, N2CO2, COnorte2CH4, photochemical hydrocarbons

Optically the atmosphere is dominated by an opaque reddish aerosol haze produced by photochemical processes that masks the surface at visible wavelengths. As a result, little is known directly of the surface geology or composition. Presumably, as with Callisto and Ganymede, the crust and mantle are primarily water ice. Models of the atmospheric chemistry however suggest that the surface should receive a continual “rain” of hydrocarbon aerosols, some of which may be liquid under Titan surface conditions ( Lunine, 1993 Lunine et al., 1983 ).

The haze layers are penetrable by radar ( Muhleman et al., 1990 ) and by infrared images made in “windows” between the strong methane absorptions features in the atmospheric spectra ( Smith et al., 1996 ). These data show that the surface is variegated in radar scattering properties and in near-infrared albedo ( Griffith, 1993 Lorenz and Lunine, 1997 Smith et al., 2002 ), mitigating against a uniform global layer of liquid hydrocarbons. Clouds in the atmosphere have also been detected in infrared images ( Griffith et al., 2000 ). Analyses of the relative albedoes in different spectral windows suggest water ice exposed in some regions ( Coustenis et al., 1995 ). Recent studies confirm the presence of water ice and suggest that some areas may resemble Ganymede’s surface, with relatively high-albedo water ice exposed ( Griffith et al., 2003 ).

Data from the Cassini Orbiter and the Huygens Probe have now provided the first detailed views of the surface, as well as critical clues to the composition of the surface and atmosphere. A key finding in the early phases of the Cassini mission is the absence of obvious liquid lakes or seas of hydrocarbons. Instead images taken by the Huygens probe as it descended suggest a primarily solid surface, with evidence for extensive erosion in some regions by fluids. The low surface temperature (∼94 K) and the presence of methane in the atmosphere at near triple-point conditions, point to a “hydrological cycle” involving liquid methane, possibly mixed with other light hydrocarbons such as ethane ( Tomasko et al., 2005 ).

Clouds seen in ground-based data and in Cassini visible and near-infrared images also suggest that methane precipitation is possible at some times and places on Titan. Whether extensive amounts of liquid methane are or have been present on the surface as lakes remains an open question. The Huygens probe provided some clues to near-surface “moisture” when the mass spectrometer detected a strong signature of methane and ethane gases evolved from the surface following landing and subsequent heating of the instrument’s inlet port. These data have been interpreted as evidence for at least small amounts of liquid hydrocarbons in the near surface soils ( Niemann et al., 2005 ).

Atmospheric composition measurements are striking for the absence of expected primordial rare gases such as Xe, Kr, and 36 Ar. Only 40 Ar was detected by the Huygens mass spectrometer, suggesting a degree of outgassing from the interior. These results are interpreted as evidence that the ice and rock planetesimals which formed Titan were relatively warm, preventing the trapping of primordial gases in the water ice. A consequence of this scenario is the suggestion that the N2 in the atmosphere is also not primordial, but rather produced from NH3.

Cassini observations with visible and near-infrared imaging and radar have revealed an apparently youthful surface geologically. During the first few encounters with Titan, only two obvious impact structures were detected, although several other circular features may turn out to be of impact origin. In addition, the radar images have show that significant areas in the equatorial regions are covered with what appear to be longitudinal dune fields, suggesting major aeolian processes modifying the surface.

The general view of Titan from early Cassini/Huygens results suggests that it is a remarkably Earth-like place in many ways, at least with respect to geological and geochemical processes, with solid water ice “bedrock,” liquid methane “water,” and solid hydrocarbon “sands.”


Drake Bell shamed a crowd of concert-goers

In 2017, Drake Bell reportedly had a major public meltdown on stage during a concert with his band at the Northwest School of the Arts in Charlotte, N.C. According to TMZ, Bell opened his set with songs from his new album instead of his old hits, which made the crowd restless. The outlet noted that some members of the audience had raided a nearby ball pit and started firing balls onstage. It resulted in the singer picking up one of the balls and forcefully throwing it back at the crowd before stopping the concert midway through the Drake & Josh theme song to address their behavior.

"Stop the music right now!" Bell yelled. "Who the hell is throwing these things up on the stage, man? Stop it! It doesn't make you cool, man." He then threatened to end the concert early if they didn't behave accordingly. "We're trying to perform a show for you guys, you guys are throwing stuff at us. If you want us to go, we'll go. You're spoiling it for everybody, man," he told the crowd of high schoolers.

Although Bell's behavior was a little much here, it sounds like both sides were in the wrong.