I en studie vid Southwest Research Institute i San
Antonio USA beskriver Senior Research Scientist Dr. Jason Hofgartner de ovanliga
radarsignaturerna från de ishöljda månarna som kretsar kring Jupiter och
Saturnus. Deras radarsignaturer skiljer sig avsevärt från icke istäckta
världar. Varför frågar sig det vetenskapliga samfundet?
"Sex olika modeller av möjliga lösningar av
fenomenet har nu publicerats i ett försök att förklara radarsignaturerna från istäckta månar. Hur dessa månars radarsignaturer ser ut är drastiskt annorlunda än från steniga världar
som Mars, vår måne och jorden liksom från asteroider och kometer." säger
Hofgartner, huvudansvarig till studien som publicerades i Mars 2023 i Nature
Astronomy.
Dessa istäckta månar är extremt ljusstarka även i spektra
där de borde vara mörkare.
– När vi tittar upp på jordens måne ser den ut som
en cirkulär skiva, trots att vi vet att den har en sfärisk form. Planeter och
andra månar ser på samma sätt ut som skivor genom teleskop, säger Hofgartner.
"När du gör radarobservationer är skivans mitt mycket ljus och kanterna betydligt
mörkare. Men förändringen från centrum till kant är annorlunda för de istäckta
månarna än för steniga världar."
I samarbete med Dr. Kevin Hand från NASA: s Jet Propulsion Laboratory hävdar Hofgartner att de extraordinära radaregenskaperna hos dessa månar såsom deras reflexerande och polarisering (orienteringen av ljusvågor när de sprider sig genom rymden) med stor sannolikhet kan förklaras av den sammanhängande backscatter oppositionseffekten (CBOE).
"När du är i opposition innebärande att solen är
placerad direkt bakom dig på linjen mellan dig och ett objekt verkan ytan
mycket ljusare än den annars skulle göra", enligt Hofgartner. – Det här
kallas för oppositionseffekten. När det gäller radar står en sändare för solen
och en mottagare framför dina ögon.
En isig yta, förklarade Hofgartner i studien har en
ännu starkare oppositionseffekt än vad som kan anses normalt. För varje
spridningsväg av ljus som studsar genom isen finns det vid opposition en väg i
exakt motsatt riktning. Eftersom de två banorna har exakt samma längd
kombineras de sammanhängande, vilket resulterar i ytterligare ljusförstärkning. Isen förändrar ljusbanorna genom reflexer.
På 1990-talet publicerades studier som beskrev att
CBOE var förklaringen till de avvikande radarsignaturerna hos isiga satelliter.
Men även andra förklaringar kan förklara dessa. Hofgartner och Hand förbättrade
polarisationsbeskrivningen för CBOE-modellen och visade även att deras modifierade
CBOE-modell är den enda publicerade modellen som kan förklara alla isiga
satellitradaregenskaper. Egenskaper från radarsignalerna från dessa istäckta månar.
" Jag tror att det säger oss att ytorna på
dessa ismånar och dess del under isen ner till flertalet meter är mycket
röriga," sa Hofgartner. – De är inte särskilt enhetliga. Isiga stenar
dominerar landskapet och ser kanske lite ut som den kaotiska röran efter ett
jordskred. Det skulle förklara varför ljuset studsar åt så många olika håll och
ger oss dessa ovanliga polarisationssignaturer." Här bör även finnas hav vilket inte nämns .
Radarobservationerna som Hofgartner och Hand använde
var från Arecibo-observatoriet, som var ett av endast två teleskop som gjorde
radarobservationer av isiga månar tills det skadades allvarligt av en kollaps
av dess stödstruktur, antenn- och kupolmontering och därefter avvecklades.
Forskarna hoppas kunna göra uppföljningsobservationer när det är möjligt och
planerar att studera ytterligare arkivdata som kan kasta ännu mer ljus över
isiga månar och CBOE, samt göra radarstudier av is vid polerna på Merkurius,
månen och Mars.
Bild Merkurius från vikipedia. Tagen av Mariner 10
då denna kretsade över planeten under 1974.
