Дослідники NASA реконструювали зображення південної півкулі карликової планети Плутона у відбитому її супутником Хароном сонячному світлі. Так завдяки найближчому в історії підльоту до Плутона апарата New Horizons, вдалося розгледіти темний бік Плутона, незвично яскраву для нього область, а також свідчення нещодавньої зміни пори року на планеті. Реконструкцію зображення нічного боку планети вчені представили у The Planetary Science Journal.
Зображення ліворуч є знімком камери освітленого Сонцем боку планети під час зближення, а праворуч — змодельований рівень шуму, для остаточного обчислення світла Харона. Tod R. Lauer et al. / The Planetary Science Journal, 2021
Як побачити нічний бік Плутона?
Апарат New Horizons був запущений у космос у 2006 році для вивчення Плутона та його супутника Харона. Тоді сам Плутон все ще вважався дев'ятою планетою Сонячної системи та не вимагав приставки «карликова» (Міжнародний астрономічний союз пришов до цього кількома місяцями пізніше). І в 2015 році New Horizons вдалося максимально наблизитись до системи. Тоді ми отримали найвідоміший знімок Плутона з його «серцем» в області Томбо, розподіл криги на його поверхні, а також світлини його супутників — Харона і Гідри.
Втім, це була лише та частина Плутона, яка добре освітлена сонячним світлом, і «нічна» потрапила у поле зору камери LORRI тільки коли апарат покинув Плутон. Тоді планета представила для спостереження майже всю свою нічну півкулю, але розглянути на фото щось у деталях не вдавалося.
Знімок планети на відстані до поверхні 18 тисяч кілометрів через 15 хвилин після зближення. Дата фото: 14 липня 2015 року. NASA / JHUAPL / SwRI
Фотографія Плутона з його орбіти означає величезну кількість засвічених фотографій, перекритих яскравим кільцем сонячного світла, розсіяного в атмосфері планети. Однак, «темна» сторона Плутона все ж невеликою мірою освітлюється відбитим від свого супутника Харона світлом. На нього і зробили ставку дослідники центру NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) та спробували реконструювати світлини з камери LORRI. Відновити цей слабкий сигнал — досить складне технічне завдання, для якого вченим довелося переробити процедуру обробки даних місії, щоб залишити лише поверхню планети у світлі супутника.
Як робили фото?
Під час візиту New Horizons у південній півкулі Плутона настала зима (зміна сезонів на карликовій планеті відбувається раз на 62 роки). Дослідники оцінили очікувану силу потоку світла з Харона на Плутоні і відсіяли потрібні собі дані. Оскільки під час зближення Сонце знаходилося всього в 14 градусах від карликової планети, його розсіяне світло сильно забруднювало зображення і було на три порядки сильнішим за слабке світло Харона. Моделювання та виокремлення сонячного світла від відбитого Хароном на зображеннях Плутона – основне завдання цієї роботи, яке має допомогти отримати більше інформації про темний бік планети.
Знімок Харона, за яким оцінювали його світловий внесок. Tod R. Lauer et al. / The Planetary Science Journal, 2021
Обчисливши потік світла Харона щодо сонячного світла на Плутоні, наступним кроком була оцінка яскравості Плутона у світлі Харона, яку зафіксувала камера LORRI. Пряме використання яскравості зображення з невеликими поправками замість того, щоб повністю покладатися на фотометричну модель, робить результати набагато менш залежними від моделювання передбачуваного освітлення від світла Харона.
Яка вона, темна сторона Плутона?
Харон допоміг виявити, що південний полярний регіон Плутона набагато менш яскравий, ніж північний. На думку дослідників, це сліди недавнього літа на планеті, яке змусило азотний лід сублімуватися та залишити після себе серпанок. Літо у південній півкулі планети закінчилося приблизно за три десятиліття зустрічі з New Horizons. Також відновлене зображення показало, що на темній стороні карликової планети можна знайти яскраву область. Вчені вважають, що таке високе альбедо можуть пояснити поклади азотного чи метанового льоду.
Темна сторона Плутона, оточена яскравим кільцем сонячного світла, розсіяним туманом в його атмосфері. Зліва місцевість слабо освітлюється сонячним світлом, відбитим Хароном. Tod R. Lauer et al. / The Planetary Science Journal, 2021
А окрім Плутона New Horizons нещодавно сфотографував «Вояджера-1» на відстані 18 мільярдів кілометрів. Про Плутон нам дійсно поки відомо лише завдяки New Horizons. Втім, поки побачену ним, наприклад, червону пляму на карликовій планеті не можуть пояснити жодні теорії, астрономи вже шукають Дев'яту планету, про що ми розповідали у нашому матеріалі.