Astronomie

Pourquoi les images radar des comètes ne sont-elles ombrées que d'un côté ?

Pourquoi les images radar des comètes ne sont-elles ombrées que d'un côté ?

La NASA a publié une photo d'une comète l'autre jour. L'image montre la comète éclairée d'en haut. Voir la photo de la NASA ci-dessous.

Cependant, puisqu'il s'agit d'une image radar, j'aurais supposé obtenir un ombrage de tous les côtés et des angles rasants, comme le velours ou la microscopie électronique à balayage. Ou bien pour que les côtés faisant face à la parabole radar soient ombragés et que les bords soient sombres. Pour le look velouté, comparez à cette image de Wikipedia :

Alors pourquoi l'image de la comète n'est-elle ombrée que d'en haut ?


Il y a un très bon article de blog ici qui explique cet effet mais fondamentalement, le décalage Doppler du retour radar signifie que certaines parties de l'astéroïde s'éclairent plus que d'autres dans les longueurs d'onde d'observation de la Terre. C'est mieux expliqué dans l'article>>

Extrait de l'article "Comment les radiotélescopes obtiennent des "images" d'astéroïdes" publié par Emily Lakdawalla :

Lorsqu'un astéroïde tourne, certaines parties se déplacent vers nous, tandis que d'autres s'éloignent. Lorsque les fronts d'onde radio diffusés frappent la partie de l'astéroïde qui se déplace vers nous, l'astéroïde frappe chaque front d'onde plus rapidement que s'il ne tournait pas. La vitesse des fronts d'onde ne change pas, car la vitesse de la lumière est constante, de sorte que les fronts d'onde finissent par se resserrer. Il s'agit d'un décalage Doppler. L'astéroïde a pris la longueur d'onde de diffusion et l'a réfléchie à une longueur d'onde plus courte depuis les parties de l'astéroïde qui tournent vers nous. De l'autre côté de l'astéroïde, qui s'éloigne, c'est l'inverse qui se produit ; chaque front d'onde arrivant frappe l'astéroïde un peu plus tard qu'il ne le ferait si l'astéroïde ne tournait pas, de sorte que les ondes réfléchies sont plus éloignées les unes des autres.

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


Impact profond (faux)

Tous les deux ans, des experts en astéroïdes du monde entier se réunissent pour prétendre qu'un impact d'astéroïde est imminent. Au cours de ces scénarios d'impact d'une semaine, les participants ne savent pas comment la situation va évoluer d'un jour à l'autre mais doivent faire des plans en fonction des mises à jour quotidiennes qui leur sont données.

Pour la deuxième fois seulement dans l'histoire de la conférence, l'ESA tweetera en direct le scénario d'impact hypothétique. Vous découvrirez donc les « nouvelles » comme le font les experts. Qu'est-ce qu'ils vont faire? Que feriez-vous?

L'astéroïde de cette année – ‘2021 PDC’

Hémisphère d'impact potentiel pour 2021 PDC

— Un astéroïde a été découvert le 19 avril 2021 et a reçu le nom de « 2021 PDC » par le Minor Planet Center de l'IAU.

— Au lendemain de la découverte du PDC de 2021, les systèmes de surveillance des impacts de la NASA et de l'ESA identifient plusieurs dates futures auxquelles cet astéroïde pourrait potentiellement avoir un impact sur la Terre. Les deux conviennent que l'impact potentiel le plus probable est le 20 octobre 2021 - dans seulement 6 mois.

— La probabilité de cet impact est d'environ 1 sur 2500. Avec seulement deux jours de suivi sur cet objet, aucune meilleure estimation de la probabilité d'impact ne peut être faite.

— On sait très peu de choses sur les propriétés physiques du PDC 2021. Sa taille, en particulier, est très incertaine. Sa "magnitude apparente" suggère un astéroïde d'environ 120 mètres. Mais il pourrait aller de 35 à 700 mètres !

— Les astronomes continuent de suivre l'astéroïde chaque nuit après sa découverte, et la probabilité d'impact augmente régulièrement. Au 26 avril 2021, premier jour de la Conférence de défense planétaire 2021, la probabilité d'impact a grimpé à environ 5 %. Le reste du scénario se jouera lors de la conférence.

JOUR 1 : Rencontrez l'astéroïde – quel est le risque ?

Le premier jour de la Conférence sur la défense planétaire et nous avons examiné un peu plus en détail l'hypothétique astéroïde 2021 PDC, ainsi que certaines premières idées sur les effets de l'impact, s'il devait frapper.

Chance d'impact : 5%

À l'heure actuelle, en raison des observations limitées de l'astéroïde, l'incertitude sur la trajectoire des PDC 2021 est élevée.

Les points rouges montrent les positions possibles du PDC 2021 le 20 octobre 2021, calculées en utilisant seulement une semaine de données de suivi depuis la découverte. 5% des points rouges croisent actuellement la Terre, ce qui donne 1 chance sur 20 d'impact. Au fur et à mesure que de nouvelles observations seront faites, la zone d'incertitude se rétrécira.

Taille de l'objet : très incertaine.

Compte tenu des incertitudes actuelles, l'astéroïde fictif 2021 PDC pourrait atteindre 700 m ou 35 m.

Zone d'impact potentiel : 2/3 de la surface de la Terre

Sur la base des connaissances actuelles sur l'orbite, le PDC 2021 pourrait avoir un impact n'importe où dans une région qui couvre les 2/3 de la surface de la Terre, ombrée ici en rouge/violet.

Effet de l'impact potentiel :

Le pire des scénarios pour le PDC 2021 est qu'il mesure 700 m. Un tel astéroïde frappant la Terre aurait des résultats catastrophiques, bien qu'il soit inférieur au seuil de 1 km pour une éventuelle catastrophe mondiale. Meilleur cas? A 35 m, l'astéroïde, s'il heurtait, provoquerait une explosion aérienne importante s'il se brisait dans l'atmosphère jusqu'à la dévastation à l'échelle locale.

Si nous prenons une taille moyenne de

150 m, quels dégâts le PDC 2021 pourrait-il faire ? De 0 à 8211, 86 millions de personnes pourraient être touchées. Les dommages causés par l'explosion sont le danger prédominant, tandis que les dommages causés par la chaleur et les tsunamis sont possibles, bien que moins probables et graves.

La taille, la gravité et l'emplacement des dommages potentiels restent très incertains.

Le principal danger est l'explosion d'air/l'impact provoquant une « surpression » de l'explosion, entraînant des dommages structurels mineurs à des niveaux potentiellement insurmontables
La zone de dommage attendue aurait un rayon de 0 à 500 km,

90km en moyenne. Cependant, le risque d'impact est encore faible, ce qui signifie qu'il y a 97 % de chances qu'il n'y ait aucun dommage, avec de faibles chances qu'un impact puisse affecter des milliers à des millions de personnes.

Jour 2: De nouvelles observations confirment que l'astéroïde * fictif * aura un impact

Dans notre scénario hypothétique, une semaine s'est écoulée et nous sommes maintenant le 2 mai 2021. De nouvelles observations confirment que l'astéroïde fictif 2021 PDC frappera la Terre dans six mois. Les régions à risque comprennent l'Europe et l'Afrique du Nord. Que fera ensuite la communauté internationale ?

Probabilité d'impact : 100 %

Date d'impact : 20 octobre 2021, 17:13 UTC +/- 82 s

Taille de l'objet : encore très incertaine

Compte tenu des incertitudes actuelles, l'astéroïde pourrait encore être aussi grand que 700 m ou aussi petit que 35 m.

Région/emplacement de l'impact :

Jour 2 de la Conférence de défense planétaire et notre connaissance de la trajectoire des astéroïdes s'est améliorée. Malheureusement, l'astéroïde * fictif * frappera quelque part dans la région rouge.

Quelque part dans une vaste région couvrant une grande partie de l'Europe et s'étendant jusqu'en Afrique du Nord. Les pays les plus à risque sont le Danemark, l'Allemagne, la République tchèque, l'Autriche, la Slovaquie, la Hongrie, la Slovénie, la Croatie, la Serbie, le Monténégro et l'Albanie. La région s'étend au nord jusqu'à la Norvège et la Suède, à l'ouest, l'Angleterre, la France et l'Italie, à l'est, des pays comme la Lituanie, la Pologne, l'Ukraine, la Roumanie et la Bulgarie, et au sud, la Grèce et l'Égypte.

Taille de la zone endommagée autour du site d'impact : très incertaine

Selon la taille de l'objet, les dommages graves causés par le souffle d'air peuvent s'étendre de "Minimal" (quelques kilomètres) à "Local" (des dizaines de kilomètres) à "Régional" (des centaines de kilomètres).

Quelles sont nos options pour une mission spatiale?
Le Space Missions Planning and Advisory Group (SMPAG) - un forum international d'agences spatiales - examine la faisabilité des missions spatiales en tant que réponse internationale coordonnée au PDC 2021. Les principaux problèmes sont les suivants : le temps est limité et nous n'avons pas de idée claire de la taille de l'astéroïde.

En raison du très court laps de temps jusqu'à l'impact fictif, nos options sont limitées. La plupart des options décrites dans le sondage Twitter du premier jour sont plus efficaces lorsqu'elles sont utilisées pour pousser doucement l'astéroïde, ce qui entraîne un changement de direction notable qui s'accumule avec le temps.

Cependant, la force nécessaire pour déplacer l'astéroïde fictif 2021 PDC hors d'une trajectoire de collision avec la Terre est si importante qu'elle risque de briser l'astéroïde – créant peut-être plusieurs gros fragments qui pourraient avoir un impact sur la Terre.

Les options actuellement disponibles sont d'envoyer une mission de reconnaissance (pour obtenir plus d'informations sur l'astéroïde imaginé) et/ou d'envoyer une mission avec un engin explosif nucléaire de 4,5 millions de tonnes - le rendement livrable d'une mission d'interception à grande vitesse.

Cependant, diverses lois internationales interdisent l'utilisation d'armes nucléaires dans l'espace. Alors, que fera la communauté internationale ?

Jour 3 : Mission impossible

C'est le troisième jour de la Conférence sur la défense planétaire et il y a de nouveaux développements - pas si positifs - qui se déroulent dans le scénario d'impact fictif. Nous avançons maintenant de deux mois au 30 juin, moins de quatre mois avant que l'astéroïde imaginaire 2021 PDC ne frappe la Terre. De nouvelles mesures infrarouges spatiales ont amélioré notre compréhension des effets d'impact des astéroïdes.

L'impact fictif devrait se produire quelque part dans une zone d'Europe centrale d'environ 800 km de long sur 250 km de large. Les pays à risque sont l'Allemagne, la République tchèque, l'Autriche, la Slovénie et la Croatie.

Il y a 99% de chances que l'impact soit localisé dans la grande zone ombrée, 87% de chances qu'il se produise dans le contour moyen et 40% à l'intérieur de la zone centrale rouge foncé. Les futures régions d'impact prévues seront plus petites et elles s'imbriqueront dans la grande région ombragée actuelle.

Alors qu'en est-il de la taille de l'astéroïde imaginaire ? De nouvelles mesures du satellite NEOWISE indiquent que le PDC 2021 ne peut pas être aussi grand qu'on ne le pensait auparavant. La nouvelle gamme de tailles va de 30 à 8211 500 m.

En prenant une taille moyenne pour l'astéroïde de 136 m, à quels dégâts peut-on s'attendre ? De 0 à 8211, 6,6 millions de personnes pourraient être touchées. Les principaux dangers sont l'explosion aérienne et l'impact, qui endommageraient une région jusqu'à 250 km

L'image suivante montre la région de risque potentiel de dommages, qui est beaucoup plus grande que la région de l'image précédente car des dommages sérieux pourraient s'étendre sur des dizaines voire des centaines de kilomètres autour du point d'impact. Cette région à risque potentiel de dommages mesure environ 1400 kilomètres de long sur 700 kilomètres de large.

Alors, qu'en est-il de la possibilité d'une mission spatiale pour faire face à l'astéroïde ? Le Space Missions Planning and Advisory Group (SMPAG) a conclu qu'aucune mission spatiale ne peut être lancée sur l'astéroïde fictif 2021 PDC à temps pour le dévier ou le perturber.

Dans notre scénario d'impact fictif, la date est désormais le 14 octobre 2021, six jours avant que l'astéroïde imaginaire 2021 PDC n'impacte la Terre. L'astéroïde se trouve actuellement à 6,3 millions de km, se dirigeant vers la Terre à une vitesse de 10,7 km/s.

Risque d'impact : 100%

Taille de l'objet : De nouvelles images radar montrent que la taille du PDC 2021 est de 105 m +/- 10%

Vitesse d'impact : 15,2 km/s

Emplacement de l'impact : Une région d'environ 23 km de large, centrée près des frontières de trois pays - l'Allemagne, la République tchèque et l'Autriche. L'emplacement de l'impact peut être prédit à moins de 23 km et le temps à une seconde près.

Les régions ombrées sur cette image montrent où l'impact est le plus susceptible de se produire. Il y a 99 % de chances que l'impact soit situé dans le contour extérieur, 87 % à l'intérieur du contour central et 40 % à l'intérieur de la région centrale rouge foncé.

L'image suivante montre la région du risque potentiel de dommages, qui est beaucoup plus grande que la région de l'image précédente car des dommages sérieux pourraient s'étendre jusqu'à une centaine de kilomètres à partir du point d'impact. Dans le cas de l'énergie d'impact la plus élevée, la région présentant un risque potentiel de dommages graves est d'environ 300 km de diamètre, comme l'indique le
région ombrée, l'étendue des dommages graves pour le cas moyen, indiquée par les contours des lignes, est d'environ 150 km de diamètre.


Ces images exposent le côté obscur du système solaire

Si vous voulez comprendre la flamboyante famille d'objets qui composent notre système solaire, des comètes chétives et crépitantes aux énormes planètes aux anneaux, vous pouvez commencer par vous immerger dans les termes techniques qui remplissent la littérature scientifique. Oblat. Grabens. Magnétosphère. Volatiles. Par tous les moyens, sautez le pas si vous le souhaitez. C'est assez gratifiant. Mais si votre objectif est de développer une perception plus intuitive de votre place au sein de cette communauté colorée autour du soleil, vous pouvez commencer le parcours de vitesse avec un seul mot tiré du monde de l'art : clair-obscur.

Les artistes de la Renaissance ont inventé le terme pour décrire une nouvelle esthétique définie par des contrastes extrêmes entre les parties lumineuses et sombres d'une peinture. clair-obscur (« clair-foncé » en italien) a donné à la toile une sensation tridimensionnelle expansive et un sentiment de mystère émotionnel. Pour les artistes qui l'ont adopté, dont Leonardo, Rembrandt et Vermeer, cette nouvelle approche a également établi une rupture nette avec le style dur et plat de l'art médiéval. Pour les observateurs du ciel, cependant, clair-obscur n'était qu'une reconnaissance extrêmement tardive d'une vérité naturelle que leurs prédécesseurs avaient découverte des millénaires plus tôt. Le fonctionnement du ciel s'exprime à travers l'interaction contrastée de la lumière et de l'obscurité.

Les plus belles éclipses du système solaire ne sont jamais visibles depuis la Terre.

Bien que la lumière puisse sembler être l'élément dominant dans le ciel, l'obscurité contient souvent les leçons les plus puissantes. L'obscurité a défini le plus impressionnant et le plus redouté des événements astrologiques, une éclipse totale du soleil, et a inspiré certaines des plus grandes avancées de l'histoire de la science. Les astrologues chinois ont commencé à produire des enregistrements écrits d'éclipses remontant à au moins 2000 av. Au VIe siècle av. J.-C., les Babyloniens avaient développé un calendrier sophistiqué qui leur permettait de prédire les éclipses avec une précision remarquable.

Dans les temps modernes, les éclipses solaires ont conduit à la découverte de l'élément hélium et de violentes éruptions sur le soleil en 1919, l'ombre d'une éclipse solaire a permis pour la première fois aux chercheurs de valider la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein. Même aujourd'hui, clair-obscur demeure un puissant outil de découverte et de compréhension. Même aujourd'hui, clair-obscur demeure un puissant outil de découverte et de compréhension. Partout dans le système solaire, l'obscurité expose les endroits secrets que la lumière ne fait qu'obscurcir : les endroits remarquables où les lunes sont déchirées, les comètes naissent et la vie extraterrestre peut nager dans un océan recouvert de glace.

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

Un soleil taché sur Mars

Les éclipses solaires ne sont pas uniques à la Terre. Ils sont possibles sur n'importe quel monde qui a une lune alignée avec le soleil. Mars a deux de ces lunes, Phobos et Deimos. Les deux sont minuscules - Phobos, le plus gros, a un diamètre de 14 miles, à peine plus grand que l'île de Manhattan - mais ils tournent également très près de la planète. En conséquence, Phobos semble assez grand pour masquer une grande partie du soleil vu de la surface de Mars. Phobos complète également une orbite en seulement 7 heures et 39 minutes, de sorte que son ombre noire balaie constamment le paysage martien.

Le rover Opportunity à propulsion nucléaire de la NASA a observé l'une des éclipses de Phobos le 20 août 2013. Le timing de ces événements aide les planétologues à surveiller les mouvements des lunes martiennes et à prédire leur sort. Phobos est en constante spirale vers Mars, les derniers calculs indiquent qu'il sera déchiré par la gravité de la planète dans moins de 50 millions d'années. Ses restes seront ensuite étalés dans un système d'anneaux, comme les anneaux de Saturne mais plus petits et plus sombres.

La forme bosselée de Phobos est également évidente à partir de sa silhouette irrégulière face au soleil. De toute évidence, ce n'est pas une lune comme la nôtre, et pour l'instant personne ne sait comment elle est arrivée là. Une idée est que Phobos et Deimos sont des astéroïdes capricieux qui ont été capturés par Mars. Un autre est qu'ils se sont formés à partir de débris arrachés de la planète lors d'un énorme impact ancien. Phobos pourrait même être une sorte de phénix céleste, né des restes d'une lune antérieure qui s'est déchirée en anneaux qui se sont ensuite réassemblés. En 2024, l'Agence spatiale japonaise lancera une mission appelée MMX (Martian Moons Exploration) pour visiter Phobos, échantillonner sa surface et renseigner les détails de cette lune d'ombre.

NASA / JPL-Caltech / Institut des sciences spatiales

Éclipsé par une planète aux anneaux

Les plus belles éclipses du système solaire ne sont jamais visibles depuis la Terre, mais l'une d'entre elles a été capturée avec des détails pointillistes par le vaisseau spatial Cassini qui a fait le tour de Saturne de 2004 à 2017. Le 17 octobre 2012, lors de la 174e orbite de la sonde, il passé directement derrière la planète et plongé dans son ombre. Cependant, tout n'était pas vraiment sombre. La lumière du soleil éclipsé peut être observée sur les bords de Saturne, ce qui permet aux chercheurs d'étudier la structure de l'atmosphère épaisse et venteuse d'hydrogène-hélium de la planète.

Le plus grand drame visuel vient des anneaux de la planète, vus d'un point de vue unique. Rien de ce que vous voyez ici n'est illuminé directement par le soleil, vous voyez plutôt le soleil se disperser sur les morceaux de glace qui composent les anneaux. Les couleurs indiquent la structure et la composition de ces morceaux, tandis que la luminosité indique évidemment leur taille moyenne, leur échelle va des grains de poussière aux icebergs flottants de la taille d'une petite maison. La palette inhabituelle est en partie due à ce type d'éclairage inconnu et en partie à la manière dont l'image a été composée : la caméra d'imagerie de Cassini a pris trois photos en lumière infrarouge, rouge et violette, qui ont ensuite été combinées pour simuler une vue en couleur.

Surgissant de la noirceur en bas à gauche se trouvent deux points de lumière faibles et intrigants. Ce sont Téthys et Encelade, deux des 82 lunes de Saturne. Encelade est un petit monde extraordinaire, abritant un océan profond et chaud sous sa glace. Les astrobiologistes le considèrent maintenant comme l'un des endroits les plus susceptibles de rechercher une vie extraterrestre dans le système solaire. Cet effort est aidé par un autre jeu d'ombre et de lumière. Plus à ce sujet sous peu.

NASA / Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins / Institut de recherche du Sud-Ouest

Éclipsé par une planète naine

Voir une éclipse saturnienne est une chose rare. Voir une éclipse de soleil par Pluton est un événement unique. Cela s'est produit le 14 juillet 2015, lorsque le vaisseau spatial New Horizons de la NASA a volé derrière la planète naine Pluton alors qu'il sortait du système solaire, et il n'est pas prévu que cela se reproduise.

Pendant longtemps, on a cru que Pluton était un monde sans air et inerte. New Horizons a prouvé le contraire. Si Pluton était une boule de glace nue, elle ressemblerait à un disque noir, presque invisible. La jante bleue riche raconte une histoire très différente. Bien qu'elle soit plus petite que la lune de la Terre et malgré des températures oscillant autour de -390 degrés Fahrenheit, Pluton a une atmosphère complexe composée d'azote mêlé de méthane et de monoxyde de carbone et remplie d'une brume bleue inattendue. Regardez attentivement et vous pouvez voir que la brume est divisée en des dizaines de couches. Les scientifiques travaillant avec les données de New Horizon pensent que la brume est composée de smog photochimique (un peu comme L.A. un mauvais jour), y compris des composés organiques comme l'éthylène et l'acétylène. Les particules sont si fines qu'elles diffusent principalement de la lumière bleue, la même raison pour laquelle notre ciel est bleu. Pourquoi ils suivent une structure en couches si compliquée, personne ne le sait.

Regardez encore de plus près et vous verrez des traînées de ténèbres traverser la brume. Ce sont les ombres des montagnes sur Pluton, des pics escarpés composés de glace d'eau surgelée et coiffés de glaciers d'azote. Les ombres ressemblent aux lignes d'obscurité, connues sous le nom de rayons crépusculaires, que vous verrez souvent autour des nuages ​​éclairés par derrière par le soleil. Seulement dans ce cas, l'obscurité fournit notre toute première mesure de la topographie du terrain gelé de Pluton.

ESA / Rosetta / MPS pour l'équipe OSIRIS MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

Éclipsé par une comète en éruption

Tout ce qui passe devant le soleil peut créer une éclipse. Il n'est pas nécessaire que ce soit une planète ou une lune. Une comète fera également l'affaire, comme le montre cette image de la comète connue sous le nom de 67P/Churyumov-Gerasimenko, ou simplement "67P" pour ses amis. De 2014 à 2016, la mission Rosetta de l'Agence spatiale européenne a étudié de près 67P, largué un petit atterrisseur à sa surface et obtenu de loin les meilleurs portraits jamais réalisés du noyau froid et solide d'une comète.

Le 29 mars 2016, Rosetta a capturé cette vue de la comète 67P à une distance de 510 milles. La comète elle-même est minuscule, à peine 2,5 milles de large sur sa dimension la plus longue. À proprement parler, ce n'est pas une véritable éclipse, le soleil est légèrement décalé sur le côté plutôt que directement derrière la comète. Mais dans cette disposition, la comète est presque entièrement rétro-éclairée, avec sa face nocturne tournée vers nous, sur fond étoilé. Vous pouvez voir un filet de soleil tomber au sommet de la comète. Ce qui est vraiment intéressant, cependant, ce sont les jets flous et les serpentins entourant la comète, qui sont particulièrement importants lorsqu'ils sont éclairés comme ça par derrière.

La comète 67P a passé la majeure partie de sa vie - des milliards d'années - dans la pénombre de la ceinture de Kuiper, une région du système solaire externe qui s'étend bien au-delà de Pluton. À un moment donné, il a été dérangé et est tombé vers le soleil. Puis en 1959 il a eu le malheur de passer près de Jupiter, ce qui l'a poussé encore plus près. Désormais, ses gaz gelés se vaporisent régulièrement sous la chaleur solaire, libérant des nuages ​​de poussière qui rendent visibles les jets et les streamers. Ce que vous voyez ici, du jamais vu auparavant, est la première étape du processus qui donne leur queue aux comètes. La comète elle-même est à peu près aussi noire qu'un morceau de charbon, la vaste traînée de gaz et de poussière qu'elle laisse derrière elle est ce qui capte la lumière du soleil et fait que les comètes semblent briller magnifiquement dans notre ciel.

NASA / Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins / Institut de recherche du Sud-Ouest

Silhouette dans la ceinture de Kuiper

Parfois, les astronomes ne peuvent pas comprendre ce qu'ils regardent jusqu'à ce qu'ils puissent voir une ombre. Ce fut le cas avec l'objet énigmatique connu sous le nom d'Arrokoth. Il réside à plus de 4 milliards de kilomètres du soleil dans la ceinture de Kuiper (la même région d'origine de la comète 67P) et était la deuxième destination de New Horizons après sa rencontre avec Pluton et ses lunes.

Avant l'arrivée de New Horizons le 31 décembre 2018, nous ne savions pratiquement rien de cet objet, il n'avait été observé que comme un point dans l'obscurité par le télescope spatial Hubble. Dans les premières images du vaisseau spatial, Arrokoth semblait ressembler à un bonhomme de neige de 22 milles de haut, avec une boule plus petite coincée sur une seconde, plus grande. Puis un jour plus tard, le vaisseau spatial a regardé sa cible alors qu'il s'éloignait, et l'image est devenue plus compliquée.

Arrokoth s'est présenté sous la forme de deux plaques de vide, où sa masse bloquait la lumière des étoiles en arrière-plan, bordée de deux minces croissants de lumière solaire faible (floue ici à cause de la longue exposition). Il est devenu clair que l'objet n'était pas tant un bonhomme de neige que deux crêpes collées ensemble à leur bord. Personne n'avait jamais rien vu de tel auparavant. Une structure aussi délicate n'aurait pu se former que par un processus tout aussi délicat et doux. La formation de la Terre a été un processus violent, marqué par des impacts d'astéroïdes frémissants et des collisions infernales à grande échelle. Arrokoth a révélé que la violence n'est cependant pas toujours la solution. Dans les franges extérieures du système solaire, les objets étaient apparemment si froids et si lents qu'ils pouvaient simplement se toucher et se coller les uns aux autres.

NASA / JPL-Caltech / Institut des sciences spatiales

Geysers au crépuscule

Encelade est un autre corps fascinant dont les secrets n'émergent que si vous ne le regardez pas trop directement. L'océan chaud qui est caché sous sa glace pourrait bien être resté caché et inconnu, si ce n'était d'un indice crucial qui s'est littéralement répandu : il y a des geysers d'eau qui jaillissent des fissures du pôle sud de cette lune de 310 milles de large. Les geysers sont des caractéristiques subtiles, invisibles dans les images directes de la surface d'Encelade. Mais ils ressortent lorsqu'ils sont vus en silhouette contre un espace vide, surtout s'ils sont rétro-éclairés par le soleil.

Dans cette image de Cassini, prise le 30 novembre 2010, plusieurs geysers jaillissent dans diverses directions. L'ombre d'Encelade contre les geysers a aidé les scientifiques à déterminer l'emplacement et la géométrie des geysers en observant comment ces ombres ont changé au cours d'une saison pour affiner davantage les informations. L'analyse chimique du matériau en train de s'envoler a livré plusieurs nouvelles passionnantes. Avec l'eau et les sels attendus, les geysers contiennent des composés organiques. Les instruments de Cassini ont également détecté la présence de silice, qui peut se mélanger à l'eau dans les volcans sous-marins.

Pris ensemble, les preuves indiquent qu'Encelade possède à la fois les ingrédients bruts nécessaires à la vie et une source d'énergie potentielle. Les cheminées hydrothermales sur Terre soutiennent des écosystèmes riches. S'il y a de la vie sur Encelade, cependant, elle peut être difficile à trouver. Même dans ses endroits les plus minces, la croûte glacée a probablement au moins un kilomètre d'épaisseur, ce qui signifie que tout ce qui est vivant doit nager dans une obscurité d'encre.

Chabot, N.L., Shread, E.E., & Harmon, J.K. Enquête sur les gisements polaires sud de Mercure : observations radar d'Arecibo et détermination à haute résolution des conditions d'éclairage. Journal of Geophysical Research : Planètes (2018).

Ombres froides sur une planète chaude

L'une des découvertes récentes les plus frappantes sur le système solaire est qu'il y a de l'eau partout, mais la plupart du temps pas bien en vue. L'océan d'Encelade en est un exemple (avec un océan enfoui similaire sur la lune Europe de Jupiter, et très probablement sur plusieurs autres lunes également). Encore plus surprenante, peut-être, a été la découverte de glace d'eau sur Mercure, la planète la plus proche du soleil. Les températures diurnes oscillent autour de 800 degrés Fahrenheit, ce qui semble exclure tout type d'eau, et encore moins de glace. Le secret, il s'avère, est de regarder dans les endroits où le soleil ne brille pas.

Autour des pôles nord et sud de Mercure, il y a des dizaines de cratères et de bassins qui créent des ombres permanentes. Comme ils ne reçoivent aucune chaleur du soleil et que Mercure n'a pas d'atmosphère, ces endroits restent extrêmement froids, à plus de 300 degrés au-dessous de zéro degré Fahrenheit. La glace peut rester stable indéfiniment à ces températures, ce qui expliquerait pourquoi les ondes radar rebondies sur ces zones se réfléchissent comme si elles avaient heurté des couches de glace.

Entre 2011 et 2015, le vaisseau spatial MESSENGER de la NASA a cartographié les cratères de l'obscurité perpétuelle et a confirmé qu'ils correspondaient au schéma des échos radar. Les mesures topographiques de MESSENGER montrent également que les cratères ombragés semblent contenir des dépôts épais et en pente, qui sont probablement des accumulations de glace d'eau. Des dépôts de glace similaires semblent parsemer les pôles de notre lune, où ils pourraient fournir des ressources utiles aux futurs explorateurs lunaires.

NASA / JPL-Caltech / SwRI

Lueur ultraviolette de Jupiter

Au cours des dernières décennies, la signification astronomique de clair-obscur s'est développé à mesure que les astronomes ont développé des outils non seulement pour regarder dans l'obscurité, mais aussi pour regarder des formes de lumière qui sont invisibles à l'œil humain. En conséquence, des mondes familiers ont soudainement révélé des visages inconnus. Jupiter est bien connu pour ses nuages ​​​​rayés colorés et emblématiques et sa grande tache rouge. Mais à travers les yeux ultraviolets du vaisseau spatial Juno, les nuages ​​​​s'évanouissent et l'affichage implacable des aurores de la planète éclate en vue.

L'ovale bleu montre l'anneau d'aurores qui entourent continuellement le pôle nord de Jupiter. La lueur se produit lorsque des particules chargées électriquement du soleil sont prises dans le champ magnétique de Jupiter, puis déversées dans l'atmosphère où elles libèrent leur énergie sous forme de rayons ultraviolets.

Tout sur Jupiter est surdimensionné et ses aurores ne font pas exception. L'anneau des aurores a une largeur de plus de 20 000 milles, soit environ trois fois le diamètre de la Terre. Le champ magnétique de Jupiter est si fort qu'il crée des courants électriques connectés à ses lunes, à des centaines de milliers de là où ces courants frappent la planète, ils ont créé les points sur l'image. Et lorsque des particules chargées s'écrasent dans l'atmosphère, elles le font avec jusqu'à 30 fois plus d'énergie que dans les aurores de lumière visible sur Terre.

JAXA / ISAS / FLÉCHETTES / Damia Bouic

La deuxième planète du soleil n'obtient aucun respect, les États-Unis n'ont pas envoyé de vaisseau spatial sur Vénus depuis plus de 30 ans. Une partie du problème est que c'est tellement ennuyeux à regarder. La planète est couverte de nuages ​​perpétuels et ininterrompus qui reflètent 75 % de la lumière qui les frappe. Cela rend Vénus brillante et belle dans le ciel de la Terre, mais difficile à étudier de manière significative, du moins tant que vous vous limitez à la lumière visible.

La sonde japonaise Akatsuki, actuellement en orbite autour de Vénus, examine la planète en rayonnement infrarouge et voit un monde totalement différent. Sous ses nuages, Vénus a une épaisse atmosphère de dioxyde de carbone, 90 fois plus épaisse que celle de la Terre, qui produit un effet de serre extrême, chauffant la surface à 850 degrés Fahrenheit. À cette température, la surface brille intensément dans l'infrarouge, comme la lampe des lunettes de vision nocturne. Ce que voit Ataksuki est donc comme un négatif photographique, avec toutes les notions habituelles de clair et sombre inversées.

Dans cette image, nous regardons le côté nocturne de Vénus. L'illumination ne vient pas du soleil mais de l'énergie infrarouge de la planète et de sa basse atmosphère. Les taches lumineuses sont des zones où les nuages ​​​​supérieurs sont minces, permettant à l'infrarouge de briller à travers les taches sombres sont des zones de nuages ​​​​épais et à haute altitude. Vue sous cet angle, Vénus est un lieu sauvage, orageux, dynamique. Vénus est également très similaire à la Terre en taille et en composition, mais d'une manière ou d'une autre, elle est devenue une planète infernale. Cette planète pourrait avoir un aperçu de notre propre destin sombre. Il mérite un examen plus approfondi.

Bonus : le côté lumineux de la lune

Dans tout ce discours sur l'obscurité dans le système solaire, vous avez peut-être remarqué qu'il n'y a aucune mention du côté obscur de la lune. Et pour cause : ce n'est pas une chose réelle. Chaque partie reçoit la lumière du soleil, à l'exception de ces minuscules poches de cratères ombragés près des pôles. Même Pink Floyd le savait, rappelant gentiment aux auditeurs attentifs : « Il n'y a pas vraiment de côté obscur de la lune. En fait, tout est sombre. La seule chose qui la rend légère, c'est le soleil.

Pour sortir de l'obscurité et célébrer la lumière, découvrez cette jolie animation créée par le Science Visualization Studio de la NASA. Il offre un autre type de changement de perception, montrant à quoi ressembleraient les phases de la lune pour quelqu'un se tenant au-dessus de la face cachée, la face que les gens décrivent généralement comme "sombre". Laissez la vidéo jouer et laissez entrer le soleil.

Corey S. Powell aime explorer les possibilités extérieures de la physique et de l'astronomie. Il écrit le blog Out There et co-anime le podcast Science Rules. @coreyspowell

À la recherche d'une seconde terre dans l'ombre

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. LIRE LA SUITE


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
Jupiter
IoSilicate, possibly ultramaficDONC2, SX, NaClDONC2O, SO, S2, Na, K, NaCl
EuropeH2OH2O2, XouiDONC4·NH2O, SO2, CO2, O2,O2Na, K, H
GanymèdeH2OCO2, CH2, C≡N, H–S, XouiDONC4, NH2O, SO2, O2, O3O2H
CallistoH2O, hydrated silicatesCO2, CH2, C≡N, H–S, XouiDONC4·NH2O, SO2, O2O2?CO2
Saturn
MimasH2O
EnceladusH2OC–H,H2ON2, CH4
TethysH2O
DioneH2O
RheaH2O
TitanH2O, hydrocarbonsCH4, C2H6N2 40 Ar, CH4, H2, C2H6, C2H2, C3H8, C2H4, C4H2, HCN, CO, CO2, H2O
IapetusH2O, dark material (?)CO2
Uranus
MirandaH2O, dark material (?)
ArielH2O, dark material (?)
UmbrielH2O, dark material (?)
TitaniaH2O, dark material (?)
OberonH2O, dark material (?)
Neptune
TritonH2O, CH4, N2CO2, CON2CH4, 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.