Το 1993, ο Carl Sagan αντιμετώπισε ένα παζλ. Το διαστημικό σκάφος Galileo εντόπισε λάμψεις που προέρχονταν από τη Γη και κανείς δεν μπορούσε να καταλάβει τι ήταν. Τους ονόμασαν «κατοπτρικές αντανακλάσεις» και εμφανίστηκαν σε περιοχές του ωκεανού αλλά όχι πάνω από την ξηρά.
Οι εικόνες λήφθηκαν από τον διαστημικό ανιχνευτή Galileo κατά τη διάρκεια μιας από τις βαρυτικές υποβοηθούμενες μύγες της Γης. Το Galileo ήταν στο δρόμο του για τον Δία, και οι κάμερες του γύρισαν πίσω για να κοιτάξουν τη Γη από απόσταση περίπου 2 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Όλα αυτά ήταν μέρος ενός πειράματος με στόχο την εύρεση ζωής σε άλλους κόσμους. Πώς θα μοιάζει ένας ζωντανός κόσμος από απόσταση; Γιατί να μην χρησιμοποιήσετε τη Γη ως παράδειγμα;
Προωθήστε το 2015, όταν η Εθνική Ωκεανογραφική και Ατμοσφαιρική Διοίκηση (NOAA) ξεκίνησε το διαστημικό σκάφος Deep Space Climate Observatory (DSCOVER). Η δουλειά της DSCOVER είναι να περιστρέφεται γύρω από τη Γη ένα εκατομμύριο μίλια μακριά και να μας προειδοποιεί για επικίνδυνο διαστημικό καιρό. Η NASA διαθέτει ένα ισχυρό όργανο στο DSCOVER που ονομάζεται Earth Polychromatic Imaging Camera (EPIC.)
Κάθε ώρα, το EPIC τραβάει εικόνες από την ηλιόλουστη πλευρά της Γης και αυτές οι εικόνες μπορούν να προβληθούν στον ιστότοπο του EPIC. (Ρίξτε μια ματιά, είναι εξαιρετικά δροσερό.) Οι άνθρωποι άρχισαν να παρατηρούν τις ίδιες αναλαμπές που είδε ο Sagan, εκατοντάδες από αυτούς σε ένα χρόνο. Οι επιστήμονες που ήταν υπεύθυνοι για το EPIC άρχισαν επίσης να τους παρατηρούν.
Ένας από τους επιστήμονες είναι ο Αλέξανδρος Μάρσακ, αναπληρωτής επιστήμονας έργου DSCOVR στο Διαστημικό Κέντρο Πτήσης Goddard της NASA στο Greenbelt του Μέριλαντ. Αρχικά, τα παρατήρησε μόνο σε περιοχές του ωκεανού, όπως και ο Sagan πριν από 25 χρόνια. Μόνο αφού ο Μάρσακ άρχισε να τους ερευνά, συνειδητοποίησε ότι ο Σάγκαν τους είχε δει.
Το 1993, ο Sagan και οι συνάδελφοί του έγραψαν ένα έγγραφο που συζητούσε τα αποτελέσματα από την εξέταση του Γη του Galileo. Αυτό είπαν για τις αντανακλάσεις που παρατήρησαν: «Υπάρχουν μεγάλες εκτάσεις γαλάζιου ωκεανού και φαινομενικών ακτών, και η προσεκτική εξέταση των εικόνων δείχνει μια περιοχή αντανάκλασης [σαν καθρέφτης] στον ωκεανό αλλά όχι στην ξηρά».
Ο Μάρσακ υποπτεύθηκε ότι θα μπορούσε να υπάρξει μια απλή εξήγηση για τις λάμψεις. Το φως του ήλιου χτυπά ένα ομαλό μέρος ενός ωκεανού ή λίμνης και αντανακλά απευθείας πίσω στον αισθητήρα, όπως η λήψη φλας σε έναν καθρέφτη. Ήταν πραγματικά τόσο μεγάλο μυστήριο;
Όταν ο Μάρσακ και οι συνάδελφοί του εξέτασαν μια άλλη ματιά στις εικόνες του Γαλιλαίου που έδειχναν τις λάμψεις, βρήκαν κάτι που ο Σάγκαν έχασε το 1993: Οι λάμψεις εμφανίστηκαν και στις μάζες της γης. Και όταν κοίταξαν τις εικόνες του EPIC, βρήκαν λάμψεις πάνω από τις μάζες της γης. Έτσι, μια απλή εξήγηση όπως το φως που ανακλά τους ωκεανούς δεν ήταν πλέον στο παιχνίδι.
"Βρήκαμε αρκετά πολύ φωτεινές αναλαμπές και στη γη." - Alexander Marshak, Αναπληρωτής Επιστήμονας Έργου DSCOVR
«Βρήκαμε αρκετά πολύ φωτεινές αναλαμπές και στη γη», είπε. «Όταν το είδα για πρώτη φορά σκέφτηκα ότι ίσως υπήρχε λίγο νερό εκεί, ή μια λίμνη από την οποία αντανακλά ο ήλιος. Αλλά η λάμψη είναι αρκετά μεγάλη, οπότε δεν ήταν έτσι. "
Αλλά κάτι προκαλούσε τις αναλαμπές, κάτι ανακλαστικό. Ο Μάρσακ και οι συνεργάτες του, ο Τάμας Βάρναι του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, η κομητεία της Βαλτιμόρης και ο Αλέξανδρος Κοστούνινσκι του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, σκέφτηκαν άλλους τρόπους με τους οποίους το νερό θα μπορούσε να προκαλέσει τις αναλαμπές.
Ο πρωταρχικός υποψήφιος ήταν σωματίδια πάγου ψηλά στην ατμόσφαιρα της Γης. Τα σύννεφα cirrus μεγάλου υψομέτρου περιέχουν μικροσκοπικά αιμοπετάλια πάγου που ευθυγραμμίζονται οριζόντια σχεδόν τέλεια. Το τρίο των επιστημόνων έκανε μερικά πειράματα για να βρει την αιτία των αναβοσβήνει και δημοσίευσε τα αποτελέσματά τους σε μια νέα εργασία που δημοσιεύθηκε στο Geophysical Research Letters.
"Ο κεραυνός δεν ενδιαφέρεται για τον ήλιο και την τοποθεσία του EPIC." - Alexander Marshak, Αναπληρωτής Επιστήμονας Έργου DSCOVR
Σαν λεπτομέρειες της μελέτης τους, καταλόγησαν πρώτα όλους τους ανακλαστικούς λάμψεις που βρήκε το EPIC πάνω από τη γη. 866 από αυτές σε περίοδο 14 μηνών από τον Ιούνιο του 2015 έως τον Αύγουστο του 2016. Εάν αυτές οι αναλαμπές προκλήθηκαν από αντανάκλαση, τότε θα εμφανίζονταν μόνο σε τοποθεσίες στον κόσμο όπου η γωνία μεταξύ του Ήλιου και της Γης ταιριάζει με τη γωνία μεταξύ του διαστημικού σκάφους DSCOVER και της Γης . Όπως καταγράφηκαν οι 866 λάμψεις, διαπίστωσαν ότι η γωνία ταιριάζει.
Αυτό απέκλεισε κάτι σαν αστραπή ως αιτία των αναλαμπών. Αλλά καθώς συνέχισαν τη δουλειά τους σχεδιάζοντας τις γωνίες, κατέληξαν σε ένα άλλο συμπέρασμα: οι λάμψεις ήταν το φως του ήλιου που αντανακλούσε οριζόντια κρύσταλλα πάγου στην ατμόσφαιρα. Άλλα όργανα στο DSCOVR επιβεβαίωσαν ότι οι αντανακλάσεις προέρχονταν από ψηλά στην ατμόσφαιρα και όχι από κάπου στην επιφάνεια.
«Η πηγή των αναβοσβήνει σίγουρα δεν είναι στο έδαφος. Είναι σίγουρα πάγος και πιθανότατα ηλιακή αντανάκλαση από οριζόντια προσανατολισμένα σωματίδια. " -Αλέξανδρος Μάρσακ, Αναπληρωτής Επιστήμονας Έργου DSCOVR
Το μυστήριο λύθηκε. Αλλά όπως συμβαίνει συχνά στην επιστήμη, η απάντηση σε μια ερώτηση οδηγεί σε μερικές άλλες ερωτήσεις. Θα μπορούσε κάποιος να ανιχνεύσει αυτά τα λάμψη στη μελέτη των εξωπλανητών με κάποιο τρόπο; Αλλά αυτό είναι για να απαντήσει η κοινότητα της διαστημικής επιστήμης.
Όσο για τον Μάρσακ, είναι επιστήμονας της Γης. Διερευνά πόσο κοινά είναι αυτά τα οριζόντια σωματίδια πάγου και τι επίδραση έχουν στο φως του ήλιου. Εάν ο αντίκτυπος αυτός είναι μετρήσιμος, τότε θα μπορούσε να συμπεριληφθεί στην κλιματική μοντελοποίηση για να προσπαθήσουμε να καταλάβουμε πώς η Γη διατηρεί και ρίχνει θερμότητα.
Πηγές:
- Τα σημεία προβολής EPIC της NASA αναβοσβήνουν στη Γη
- Μια αναζήτηση για τη ζωή στη Γη από το διαστημικό σκάφος Galileo
- Επίγεια λάμψη που φαίνεται από το βαθύ διάστημα: προσανατολισμένοι κρύσταλλοι πάγου που εντοπίζονται από το σημείο Lagrangian
