Un'immagine del cielo notturno scattata dalla Instrument Context Camera del lander Mars InSight il 28 gennaio 2020.
(Immagine: © NASA / JPL-Caltech)
È un po 'di skywatching di livello successivo: gli scienziati stanno usando le immagini catturate da Lander InSight della NASA per cercare meteore Marte.
Da uno sguardo alle immagini risultanti, la ricerca sembra semplice: innumerevoli strisce riempiono il cielo. Ma strizza gli occhi un po 'e la storia si rivela più chiassosa. Le immagini mostrano principalmente fantasmi, l'invisibile reso visibile e il visibile annegato tra le illusioni.
In effetti, se eri su Marte mentre le stelle si alzavano, vedresti un mondo completamente diverso da quello esposto nelle immagini notturne trasmesse a casa dalle telecamere di InSight. "Fondamentalmente, nelle immagini che abbiamo finora, ci sono pochissimi contenuti che potresti effettivamente vedere con i tuoi occhi", ha detto a Space.com Mark Lemmon, uno scienziato dello Space Science Institute che guida il progetto di meteorologia.
Le immagini provengono da un dispositivo chiamato Instrument Context Camera, uno dei due appollaiati sul lander InSight. La fotocamera è stata inclusa per aiutare gli scienziati a comprendere il quartiere in cui l'astronave ha dispiegato i suoi due strumenti principali.
E uno di quegli strumenti, il sismometro, è il motivo della ricerca meteorica. Questo strumento è sintonizzato per sentire le onde tremanti che viaggiano attraverso Marte; gli scienziati possono quindi analizzare tali dati per comprendere la struttura interna e l'attività del Pianeta Rosso.
Quelle onde potrebbero essere generate da marsquakes, l'equivalente marziano dei terremoti. Ma possono anche verificarsi quando i meteoriti sbattono contro la superficie del pianeta. Quindi, l'interesse degli scienziati per le meteore: un calcolo della frequenza con cui si verificano tali impatti su Marte aiuterebbe i ricercatori a interpretare i dati del sismometro.
Questi sforzi non segnano la prima volta che gli scienziati hanno osservato le meteore nei cieli marziani. Spirit rover della NASA, che ha vagato per il Pianeta Rosso dal 2004 al 2010, ha trascorso l'estate del 2005 a guardare il cielo. Questa opportunità è arrivata grazie al clima, che ha rimosso così tanta polvere dai pannelli solari di Spirit che stavano producendo energia in eccesso, creando una generosità che alla fine è diventata un peso.
"Quello è stato il [tempo] più pulito che il rover abbia trascorso su Marte", ha detto Lemmon. "Durante quell'estate, c'era così tanta energia solare che hanno dovuto cercare di usarla di notte, perché anche se lo stavano semplicemente scaricando, usare quell'energia durante il giorno stava riscaldando troppo il rover."
Così, Spirito speso alcune notti osservano il cielo, ma gli scienziati non hanno mai individuato una meteora in quei dati. Data la portata delle osservazioni raccolte in totale, questo è piuttosto inconcludente: potrebbe significare che su Marte arrivano meno meteore di quanto gli scienziati si aspettassero o che il team abbia semplicemente avuto sfortuna.
InSight, che è arrivato a novembre 2018, ha assunto l'incarico come progetto a bassa priorità. Le prime immagini provenivano dalla Instrument Deployment Camera del lander, che è attaccata al braccio del rover e può essere puntata in punti specifici. Ma da mesi ormai, quella fotocamera ha avuto preoccupazioni più pressanti delle stelle cadenti. Il secondo strumento scientifico chiave di InSight, una sonda di calore soprannominata la talpa, è stato problematico. La talpa è voleva scavare circa 16 piedi (5 metri) sotto la superficie, misurando così il trasporto di calore nella roccia marziana.
Lo scavo della talpa è stato lento, tuttavia. In generale, il la sonda ha lottato per ottenere trazione nella roccia. Lo strumento è anche saltato fuori dalla sua tana in alcune occasioni. Le difficoltà incontrate dalla talpa significano che la Instrument Deployment Camera si è concentrata nel fornire agli ingegneri prove visive di ciò che sta accadendo con la sonda e tentativi di salvataggio. Non c'è tempo per osservare le stelle.
Quindi, gli scienziati in cerca di meteore hanno reclutato invece la Instrument Context Camera. Come la sua compagna, questa fotocamera è stata lasciata dal rover Curiosity, basata su progetti del 1999, quindi aggiornata per vedere a colori. (Il prossimo rover su Marte della NASA, il lancio di questa estate, porterà fotocamere nuove di zecca, inclusi obiettivi zoom e funzionalità video.)
A differenza della Instrument Deployment Camera, la Instrument Context Camera è bloccata in posizione ed è dotata di un obiettivo fisheye che ne distorce la vista. Non è uno skywatcher naturale, per non dire altro. "Ha il vantaggio di essere un campo visivo più ampio, quindi vediamo circa un terzo dell'orizzonte", ha detto Lemmon. "Ha il grande svantaggio di non guardare molto in alto nel cielo. Ovviamente, se tu fossi qui sulla Terra a cercare meteore, non ti concentreresti sull'orizzonte ".
Le immagini diurne della telecamera rendono evidenti le sue sfide di osservazione delle stelle: Marte stesso riempie la maggior parte del campo visivo della telecamera. Nonostante l'apparente uniformità delle immagini notturne, il terreno occupa gran parte della vista della Instrument Context Camera, senza stelle da vedere. Solo una striscia curva di cielo rimane sopra la roccia rossa da riempire di stelle dopo il tramonto.
Finora, sebbene Lemmon controlli ogni meteora, le immagini di InSight sono risultate vuote. "C'è un senso in cui è in qualche modo demoralizzante", ha detto Lemmon, scansionando ogni immagine alla ricerca di potenziali meteore che non ci sono mai.
Ha detto che gli scienziati sanno come dovrebbero apparire tali oggetti. meteore seguirebbe un percorso curvo visto dall'obiettivo fisheye. A parte questo, ha detto Lemmon, le meteore su Marte dovrebbero apparire più o meno le stesse di quelle qui sulla Terra. "Hai una serie di cose, da solo una striscia luminosa attraverso il cielo a una vera palla di fuoco", ha detto. L'atmosfera ricca di anidride carbonica potrebbe dare a una meteora un bagliore arancione, ma Lemmon ha detto che non è sicuro che le telecamere di InSight possano rilevare quel cambiamento di colore.
Ma la maggior parte delle punture di luce nelle immagini di InSight provengono da un fenomeno celeste completamente diverso: Raggi cosmici, frammenti di atomi che attraversano l'universo in tutte le direzioni. A differenza delle stelle e delle meteore terrestri pedonali, i raggi cosmici sono molto difficili da fotografare dalla Terra. La nostra atmosfera impedisce a molte di queste particelle di raggiungere la superficie. Una fotocamera fortunata sulla Terra impostata per scattare un'immagine a lunga esposizione può catturare un raggio cosmico qua o là.
Ma Marte non ha l'atmosfera terrestre per spazzare via i raggi cosmici, lasciando il Pianeta Rosso pronto ad ospitare un rivelatore di raggi cosmici, ha affermato Justin Maki, uno scienziato di imaging del Jet Propulsion Laboratory della NASA in California. Questo è ciò che ogni punto luminoso al di sotto della curva invisibile dell'orizzonte nelle immagini notturne della Instrument Context è l'impronta digitale di un raggio cosmico. "L'universo è piuttosto inondato Raggi cosmici", Ha detto Maki." Non ci pensi molto, perché per lo più ti attraversano o attraversano l'ambiente. "
Sebbene non influenzino gli altri dati di InSight, le immagini dei raggi cosmici potrebbero alimentare la curiosità degli scienziati su queste particelle, in particolare la loro frequenza su Marte. La lunghezza di una striscia parla del tipo di particella coinvolta - le strisce più lunghe sono tipicamente protoni o muoni ad alta energia, ha detto Lemmon - e l'angolo a cui viaggia il raggio cosmico. "Alcuni di questi provengono dal sole. Alcuni di loro, non sappiamo da dove vengano", ha detto Maki. (I colori in mostra riflettono semplicemente il colore del sensore che il raggio cosmico ha colpito.)
Le immagini notturne di InSight catturano persino le ombre dei raggi cosmici. Questo perché, per ogni esposizione di 5 minuti, la fotocamera cattura anche una vista istantanea per sottrarre dall'immagine principale, come una sorta di immagine di calibrazione, ha detto Maki. Se un raggio cosmico colpisce durante quell'immagine istantanea, ma non durante l'immagine principale, il risultato è un punto oscuro, che segna l'ombra di dove apparirà un raggio cosmico nell'immagine istantanea.
Ma le inquietanti foto che guardano le meteore non continueranno a fluire da Marte. Il tempo sta per scadere per ottenere foto di skywatching dalla Instrument Context Camera, perché Lemmon ha detto la famigerata stagione delle tempeste di polvere marziana inizierà presto, cancellando l'orizzonte. "Entro un paio di settimane, non credo che saremo in grado di vedere anche una stella luminosa così in basso nel cielo", ha detto Lemmon.
Avrebbero comunque visto i raggi cosmici, ovviamente. Ma ne hanno visti molti.
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