En GIF lagt ut på Twitter i forrige uke fanget et spennende syn: en svart-hvitt scene av en "snøstorm" på overflaten av en fjerntliggende komet.
Scenen er et klipp som Twitter-bruker landru79 nylig har laget fra 25 minutter med bilder fra European Space Agency (ESA) arkiv. Bildene ble fanget 1. juni 2016 av romfartøyet Rosetta, og inneholder ruvende klipper av den gummi-andeformede kometen 67P / Churyumov – Gerasimenko omgitt av det som ser ut til å falle snø.
Bildeserien har nylig forårsaket ganske røre og vekket frodige spekulasjoner om årsaken. Mens utsikten er ekte, er "snøstormen" i stor grad en illusjon - en sprø kombinasjon av tilsynelatende stjernebevegelse i bakgrunnen og støv og kosmiske stråler i forgrunnen. Som Mark McCaughrean, seniorrådgiver vitenskap og utforskning ved ESA, skriver i en e-post til Smithsonian.com: "Ting er ikke helt som de ser ut."
I 2014 gikk ESAs Rosetta inn i sin bane rundt Comet 67P, og ble den første som sirklet rundt et frostig rombergart. I to år sirklet den rundt kometen og samlet noen imponerende data i prosessen, som den strålte tilbake til Jorden. ESA ga nylig ut noen av disse betagende bildene til publikum, noe som resulterte i den sinnebøyende nye GIF.
Drivkraften bak den snødekte illusjonen er det tette bakteppet av stjerner som ser ut til å danne et gardin med fallende snø i det fjerne. "Men selvfølgelig faller de ikke", skriver McCaughrean. Stjernens bevegelse er et resultat av en kombinasjon av Rosettas endrede posisjon når det klikker hvert bilde og kometens roterende bevegelse.
På høyre side av bildet er stjerner fra stjernebildet Canis Major. Og i øverste venstre hjørne av bildet viser stjerneklyngen NGC 2362 seg. McCaughrean identifiserte dette livlige stjernebunket, som ligger rundt 4500 lysår fra Jorden, ved hjelp av nettstedet astrometry.net.
For å lage denne raske GIF-en, ville landru79 rotert de originale bildene med 90 grader, bemerker McCaughrean. Uten denne rotasjonen ville "snøstjernene" bevege seg sideveis, "skriver han. "Selvfølgelig, siden det ikke er noe opp eller nede i verdensrommet, er det helt greit at landru79 valgte å rotere sekvensen, men det antyder at det var et bevisst estetisk valg som var med på å skape en illusjon."
De fleste av flekkene i forgrunnen til GIF er faktisk partikler som flyter langt borte fra Comet 67P - og ikke på overflaten av den iskalde verdenen. Rosetta fanget bildene mens han sirklet rundt 13 kilometer unna. På denne avstanden har ikke fartøyets OSIRIS-kamera følsomheten og oppløsningen for å plukke opp støvpartikler som flyr rundt rett over kometens overflate, sier McCaughrean.
Denne "snøen" i forgrunnen er sannsynligvis en del av den disige støvkonvolutten, kjent som koma, som ofte dannes rundt kometens sentrale iskropp eller kjerne. Når kometer passerer nær solen, får den utstrålende varmen noe av isen til å gå til gass, noe som genererer en støvkasse rundt den iskjernen.
Og kometen 67P mangler absolutt ikke støv. I massen er kometen rundt 80 prosent støv og bare 20 prosent is, bemerker McCaughrean. Denne støvete overfloden antyder også at de fleste striper i forgrunnen er støvpartikler i stedet for vann eller karbondioksid.
Den tilsynelatende "flagrende" bevegelsen til disse partiklene er i stor grad takket være romfartøyets bevegelse gjennom 67Ps koma. Som McCaughrean skriver: "Det er en overvekt av bevegelse fra nede til høyre til venstre, tror jeg, noe som antyder at bevegelsene ikke er semi-tilfeldige, som du kan forvente i skyen med sakte bevegelse av støv rundt kometen."
Siden bildene er komprimert til en kort GIF, vises handlingen mye, mye raskere enn hvordan den skjedde i sanntid. Her er en (litt) tregere versjon av Twitter-bruker Avi Solomon:
Noen av disse stripene kan også være et resultat av høyenergipartikler som slår kameraet, skriver Ryan F. Mandelbaum for Gizmodo . Men McCaughrean mener at bidraget til denne effekten, kjent som kosmiske strålehendelser, er lite.
En siste fortellende detalj som demonstrerer effekten er mer illusjon enn snøstorm er den relative mengden "snø" i forgrunnen og bakgrunnen. Stjernene skaper en tett flekkete bakgrunn, mens bare noen få glimt av hvitt ser ut til å glippe over kometens overflate. Hvis det virkelig var en "snøstorm", skulle de to virke mer like befolket.
"Og allikevel er det hele ekte: ingenting er falsk med det, " skriver McCaughrean. "Dermed en bemerkelsesverdig kraftig optisk illusjon der mennesker trykker noe kjent fra Jorden ... på en kosmisk scene."
