Случайное открытие торпедирует общепризнанную теорию. До сих пор источником зодиакального света, мерцающего над горизонтом, считалась пыль от астероидов и комет. Но данные космического зонда NASA Juno рисуют совершенно иную картину. И на этой картине межпланетная пыль, похоже, исходит не из пояса астероидов, а с Марса - на его орбите зонд зарегистрировал наибольшую часть таких частиц. Как эта пыль попадает с поверхности Марса в космос, до сих пор остается загадкой.
На рассвете и в сумерках с поверхности Земли можно наблюдать в небе в темных местах слабое свечение: яркий световой конус, который обычно располагается перпендикулярно или немного диагонально над горизонтом. Этот зодиакальный свет распространяется по эклиптике, то есть плоскости, в которой планеты вращаются вокруг Солнца. Хотя это явление наблюдалось и описывалось еще более тысячи лет назад, его происхождение до сих пор остается спорным.
Согласно популярной теории, зодиакальный свет возникает из-за того, что свет от Солнца, когда оно уже находится ниже горизонта, рассеивается крошечными пылинками. Однако эта пыль парит не в атмосфере Земли, а плавает в космосе - она распространяется в форме межпланетной пыли во внутренней части Солнечной системы. До сих пор ученые исходили из того, что астероиды и кометы оставляют эту пыль тогда, когда проходят через внутреннюю часть Солнечной системы.
Загадочные следы частиц
Но этому противоречат данные, которые космический зонд NASA Juno случайно собрал на пути к планете Юпитер. Одна из четырех навигационных камер зонда была настроена так, чтобы автоматически сохранять все записи, на которых можно увидеть неопознанные объекты, появляющиеся на нескольких последовательных изображениях. Астрономы надеялись таким образом найти еще неоткрытые астероиды.
Но вместо астероидов камера обнаружила нечто совершенно неожиданное: тысячи крошечных частиц, бегущих по изображению. «Записи выглядели так, будто кто-то вытряхивает у окна пыльное покрывало», - говорит руководитель исследования Йоргенсен. - «Там явно что-то было не так». Сначала команда испугались, что повреждение получил один из топливных баков зонда и что облака газа и замороженных капель из него теперь уходят в космос.
Однако более внимательный анализ записей прояснил ситуацию. Это было не топливо, а крошечные частицы, которые были выбиты из солнечных парусов космического корабля при столкновении с межпланетной пылью. «Каждая частица показывает столкновение м частицей межпланетной пыли и позволяет нам составить карту ее распределения по орбите Juno», - объясняет соавтор исследования Джек Коннерни из Центра космических полетов имени Годдарда NASA.
Скопление пыли вокруг орбиты Марса
Проведенное картирование принесло с собой сюрприз: вопреки ожиданиям, плотность пыли перед поясом астероидов и в нем не увеличивалась, а уменьшалась. «Это говорит о том, что объекты в поясе астероидов в основном действуют как поглотители пыли, а не как источник межпланетной пыли», - делают вывод исследователи. И за пределами этого кольца кружащихся космических обломков плотность пыли тоже оказалась на удивление низкой.
Вместо этого зонд Juno зарегистрировал большую часть ударов частичек пыли на этапах полета, когда он проходил по орбите Марса. «В течение этого времени около 200 частиц пыли ежедневно ударялись в солнечные паруса космического зонда», - пишут ученые. Странность при этом состоит в том, что обычно, когда планеты вращаются вокруг Солнца, они поглощают все более мелкие частицы, находящиеся на их орбите. Очевидно, то же самое происходит и с Землей: Juno, когда он пересекал орбиту Земли, зафиксировал значительно меньше ударов частиц пыли. Однако на орбите Марса плотность пыли увеличилась.
Как пыль с Марса попадает в космос?
По мнению исследователей, это указывает на Марс как на источник межпланетной пыли и, следовательно, как на источник зодиакального света. «Популяция пыли, которую мы измеряем вблизи эклиптики, соответствует параметрам орбиты Марса», - заявляют Йоргенсен и его коллеги. - «Поэтому логично рассматривать именно его как источник пыли». И это вполне согласуется с тем фактом, что на Красной планете много пыли и мощных пыльных бурь. Некоторые из этих бурь способны даже выбрасывать частицы пыли на очень большую высоту.
Однако остается загадкой, как этим частицам удается избежать гравитации планеты. «Для такого «побега» с Марса скорость убегания должна быть больше, чем пять километров в секунду - однако пока нам не известен хоть какой-то механизм, который позволил бы это сделать», - объясняют ученые. В качестве альтернативы пыль могла бы исходить от марсианских спутников Фобоса и Деймоса. Но они не способны генерировать такое большое количество межпланетной пыли.
Соответственно, есть веские основания полагать, что межпланетная пыль происходит из марсианской среды, а не от астероидов. Но как частицы попадают в космос и где именно находится их источник, пока остается загадкой.