Результаты должны быть представлены на годовом собрании Подразделения Планетарных Наук об американском Астрономическом Обществе в Нэшнел-Харборе, Мэриленд, на этой неделе, Апостолосом Кристоу в Обсерватории Армы в Северной Ирландии, Розмари Киллен в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, Мэриленд, и Мэтью Берджере из государственного университета Моргана в Балтиморе, работающем в Годдаре.Земляне не незнакомцы к эффектам кометной пыли на планете и ее среде. Ясной, безлунной ночью мы свидетельствуем упадок бесчисленных такие зерна пыли, поскольку они сгорают в атмосфере Земли в форме метеоров или «метеоров». В определенные времена года их числа увеличиваются во много раз, создавая естественный фейерверк: душ метеора.
Это вызвано Землей, проходящей через поток частиц пыли, оставленных позади определенными кометами.Один из самых известных душей, Огаста Персейдса, происходит из кометы Быстро-Tuttle, которая была в последний раз замечена назад в 1992 и не вернется во внутренней солнечной системе в течение другого века. Но Земля не единственная планета в солнечной системе, чтобы подмести кометную пыль этим способом. В прошлом году комета, Примыкающая Весна, прибыла в 100 000 миль Марса, загрузив его верхнюю атмосферу несколькими тоннами кометного материала.
Последствие было зарегистрировано инструментами на борту несколько вращающихся вокруг Марса космических кораблей, таких как Атмосфера Марса НАСА и Изменчивая миссия Эволюции и Mars Express ЕКА.Тела, такие как луна и Меркурий, как правило, считаются душными, все же мы знали со времени посадок на Луну Аполлона, что они окружены облаками атомных частиц, или начатых от поверхности или введенных солнечным ветром. Хотя незначительный для сравнения к плотным атмосферам Земли или Марса, наблюдательный отчет показал эти «поверхностные граничные экзосферы», чтобы быть сложными и динамическими предприятиями, захватывающими, чтобы учиться самостоятельно.
MErcury Surface Space ENvironment НАСА, Геохимия, и Располагающийся (MESSENGER), первый космический корабль, который будет вращаться вокруг Меркурия, имел размеры, как определенные разновидности в экзосфере меняются в зависимости от времени. Анализ данных Бургером и коллегами нашел образец в изменении кальция элемента, который повторяется с одного года Меркурия к следующему.
Чтобы исследовать, Киллен объединился с Джо Ханом из Института Космических исследований, базирующегося в Остине, Техас, чтобы понять то, что происходит, когда Меркурий пашет через так называемое зодиакальное облако межпланетной пыли вокруг солнца, и его поверхность заброшена быстродействующими метеорными телами.Исследователи нашли, что и наблюдаемое количество кальция и образец, по которому это варьируется, могли быть объяснены с точки зрения материала, отброшенного поверхность планеты воздействиями. Но одна особенность в данных не имела смысла: пик в выбросах кальция замечен прямо после того, как Меркурий проходит через свой перигелий – самый близкий пункт его орбиты к Солнцу – тогда как модель Киллена и Хана предсказала пик, чтобы произойти незадолго до перигелия. Что-то все еще отсутствовало.
То, что «что-то» прибыло в форме кометного потока пыли. Обнаруженный в 18-м веке, комета Encke называют в честь немецкого математика, который сначала вычислил его орбиту. У этого есть самый короткий период любой кометы, возвращаясь к перигелию каждые 3.3 года на расстоянии 31 миллиона миль (почти 50 миллионов километров) от солнца. Его орбита и та из любых частиц пыли, отброшенных это, достаточно стабильны так за тысячелетия, плотный поток пыли сформировался бы.
Киллен и Хан предложили, чтобы пыль Encke, влияющая на Меркурий, могла поднять больше кальция от поверхности и объяснить, что видел MESSENGER. Матч не был прекрасен, как бы то ни было. С одной стороны, Encke является самым близким к орбите Меркурия на приблизительно неделю позже, чем пик кальция. Исследователи постулировали, что эволюция потока пыли более чем тысячи лет так или иначе переместила поток далеко от кометы существующая орбита Энка.
Но что вызывало изменение? Чтобы узнать, Killen и Burger объединились с Christou, чтобы моделировать эволюцию потока Encke в течение нескольких десятков тысяч лет – вероятная целая жизнь кометы. Christou должен был сначала вычислить «лучшее предположение» орбиты кометы много тысяч лет, прежде чем это сначала наблюдалось.
Начиная с того пункта вовремя, он следовал за облаком моделируемых зерен пыли, начатых от ядра кометы, чтобы узнать, если – и, что еще более важно, где – их существующие орбиты пересекут Меркурий. Он нашел, что пыль, вместо того, чтобы отказаться с орбиты кометы, просто распространенной вдоль него, формируя поток, который сталкивается с Меркурием точно, когда комета делает.
Тогда он запустил повторно модель, чтобы допускать тонкое взаимодействие между зернами пыли и солнечным светом по имени сопротивление Пойнтинга-Робертсона. Это создает дополнительное, хотя крошечный, силу на зерне, которое, за длительные периоды времени, могло составить существенное изменение в орбите. Результат состоял в том, что орбита потока в моделированиях перешла позади орбиты кометы и к местоположению, где пик в выбросах кальция наблюдался.
Кроме того, размер изменения зависел от размера зерен пыли – большее зерно означает меньшую силу сопротивления – и на том, когда они были освобождены от кометы. Christou нашел, что он мог воспроизвести выбор времени пика кальция для зерна приблизительно один миллиметр в размере, изгнанном из Encke между 10,000 и 20,000 лет назад. Это согласовывается с тем, что мы знаем о кометной пыли: толпы кометного зерна размера миллиметра входят в атмосферу Земли каждый день, создавая видимые метеоры.
Это также соглашается с существующей наилучшей оценкой возраста потока на основе земных исследований метеора.«Нахождение, что мы можем переместить местоположение потока, чтобы соответствовать наблюдениям MESSENGER, приятно, но то, что изменение соглашается с тем, что мы знаем о Encke и его потоке из независимых источников, делает нас уверенными, что причинно-следственные отношения реальны», объяснил Кристоу.
Работа создала интересный прецедент на важности различного населения пыли в производстве экзосферы.«Мы уже знали, что воздействия были важны в производстве экзосфер», сказал Киллен. «Что мы не знали, была относительная важность потоков кометы по зодиакальной пыли. По-видимому, потоки кометы могут иметь огромный, но периодический, эффект».Киллен надеется искать подпись потока Encke на других exospheric разновидностях. «Это будет дальнейшим подтверждением отношений», добавила она.
Статья, описывающая исследование, появилась в выпуске 28 сентября Геофизических Писем об Исследовании.