Luz zodiacal
La luz zodiacal (también llamada falso amanecer cuando se ve antes del amanecer) es un débil resplandor de luz solar difusa dispersada por el polvo interplanetario. Más brillante alrededor del Sol, aparece en un cielo nocturno particularmente oscuro para extenderse desde la dirección del Sol en una forma más o menos triangular a lo largo del zodíaco, y aparece con menos intensidad y visibilidad a lo largo de toda la eclíptica como la banda zodiacal . La luz zodiacal se extiende por todo el cielo y contribuye a la luz natural de un cielo nocturno claro y sin luna. Un fenómeno relacionado es el gegenschein (o contrarresplandor), la luz del sol retrodispersada desde el polvo interplanetario, apareciendo directamente opuesta al Sol como un resplandor ovalado tenue pero ligeramente más brillante.
La luz del zodiaco es muy tenue, a menudo eclipsada e invisible por la luz de la luna o la contaminación lumínica.
El polvo interplanetario en el Sistema Solar forma una nube espesa con forma de panqueque llamada nube zodiacal que se extiende a ambos lados del plano de la eclíptica. El tamaño de las partículas oscila entre 10 y 300 micrómetros, lo que implica masas desde un nanogramo hasta decenas de microgramos.
Las observaciones de las naves espaciales Pioneer 10 y Helios en la década de 1970 revelaron que la nube de polvo interplanetaria dispersaba luz zodiacal en el Sistema Solar. El análisis de las imágenes de los desechos del impacto de la nave espacial Juno muestra que la distribución del polvo se extiende desde la órbita de la Tierra hasta la resonancia orbital 4:1 con Júpiter en 2.06 AU, y sugiere que el polvo es de Marte. Sin embargo, ninguna otra instrumentación de polvo dedicada en Pioneer 10, Pioneer 11, Galileo, Ulysses y Cassini encontró una indicación de que Marte es una fuente importante de polvo además de los cometas y asteroides.
Visualización
En las latitudes medias, la luz zodiacal se observa mejor en el cielo occidental en primavera, después de que el crepúsculo vespertino haya desaparecido por completo, o en el cielo oriental en otoño, justo antes de que aparezca el crepúsculo matutino. La luz zodiacal aparece como una columna, más brillante en el horizonte e inclinada en el ángulo de la eclíptica. La luz dispersada por partículas de polvo extremadamente pequeñas se dispersa fuertemente hacia adelante, aunque la luz zodiacal en realidad se extiende por todo el cielo, por lo que es más brillante cuando se observa en un ángulo pequeño con el Sol. Esta es la razón por la que es más claramente visible cerca del amanecer o el atardecer cuando el sol está bloqueado, pero las partículas de polvo más cercanas a la línea de visión del sol no lo están. La banda de polvo que origina la luz zodiacal es uniforme en toda la eclíptica.
El polvo que se encuentra más lejos de la eclíptica es casi indetectable excepto cuando se observa desde un pequeño ángulo con el sol. Por lo tanto, es posible ver más del ancho en ángulos pequeños hacia el sol, y parece más ancho cerca del horizonte, más cerca del sol debajo del horizonte.
Origen
La fuente del polvo se ha debatido durante mucho tiempo. Hasta hace poco, se pensaba que el polvo se originaba en las colas de los cometas activos y en las colisiones entre asteroides en el cinturón de asteroides. Muchas de nuestras lluvias de meteoritos no tienen cuerpos progenitores de cometas activos conocidos. Más del 85 por ciento del polvo se atribuye a fragmentaciones ocasionales de cometas de la familia de Júpiter que están casi inactivos. Los cometas de la familia de Júpiter tienen períodos orbitales de menos de 20 años y se consideran inactivos cuando no están desgasificando activamente, pero pueden hacerlo en el futuro. El primer modelo completamente dinámico de la nube zodiacal demostró que solo si el polvo se liberaba en órbitas que se acercan a Júpiter, se agitaba lo suficiente como para explicar el grosor de la nube de polvo zodiacal. El polvo en las corrientes de meteoroides es mucho más grande, de 300 a 10 000 micrómetros de diámetro, y se deshace en granos de polvo zodiacales más pequeños con el tiempo.
El efecto Poynting-Robertson obliga al polvo a adoptar órbitas más circulares (pero aún alargadas), mientras desciende lentamente en espiral hacia el Sol. Por lo tanto, se necesita una fuente continua de nuevas partículas para mantener la nube zodiacal. Se cree que el polvo cometario y el polvo generado por las colisiones entre los asteroides son los principales responsables del mantenimiento de la nube de polvo que produce la luz zodiacal y el gegenschein.
Las partículas pueden reducir su tamaño por colisiones o por la meteorización espacial. Cuando se muelen a tamaños inferiores a 10 micrómetros, los granos se eliminan del Sistema Solar interior por la presión de la radiación solar. Luego, el polvo se repone con la caída de los cometas. El polvo zodiacal alrededor de las estrellas cercanas se llama polvo exozodiacal; es una fuente de ruido potencialmente importante en los intentos de obtener imágenes directas de planetas extrasolares. Se ha señalado que este polvo exozodiacal, o discos de escombros calientes, puede ser un indicador de planetas, ya que los planetas tienden a dispersar los cometas hacia el Sistema Solar interior.
En 2015, los nuevos resultados del espectrómetro de polvo de iones secundarios COSIMA a bordo del orbitador ESA/Rosetta confirmaron que los cuerpos progenitores del polvo interplanetario son probablemente cometas de la familia de Júpiter, como el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Los datos de la misión Juno indican que el polvo cercano a la Tierra tiene un origen local en el Sistema Solar interior, lo que encaja mejor con el planeta Marte como fuente.
Apariencia
La luz del zodiaco se produce cuando la luz del sol se refleja en las partículas de polvo del Sistema Solar conocidas como polvo cósmico. En consecuencia, su espectro es el mismo que el espectro solar. El material que produce la luz zodiacal está ubicado en un volumen de espacio en forma de lente centrado en el sol y que se extiende mucho más allá de la órbita de la Tierra. Este material se conoce como nube de polvo interplanetario. Dado que la mayor parte del material se encuentra cerca del plano del Sistema Solar, la luz zodiacal se ve a lo largo de la eclíptica. La cantidad de material necesaria para producir la luz zodiacal observada es bastante pequeña. Si tuviera la forma de partículas de 1 mm, cada una con el mismo albedo (poder de reflexión) que la luna de la Tierra, cada partícula estaría a 8 km de sus vecinas. El gegenschein puede ser causado por partículas directamente opuestas al Sol visto desde la Tierra, que estaría en fase completa.
Según Nesvorný y Jenniskens, cuando los granos de polvo tienen un tamaño tan pequeño como de unos 150 micrómetros, golpearán la Tierra a una velocidad promedio de 14,5 km/s, muchos tan lentos como 12 km/s. Si es así, señalaron, este polvo de cometa puede sobrevivir a la entrada en forma parcialmente fundida, lo que explica los atributos inusuales de los micrometeoritos recolectados en la Antártida, que no se parecen a los meteoritos más grandes que se sabe que se originan en los asteroides. En los últimos años, las observaciones realizadas por una variedad de naves espaciales han mostrado una estructura significativa en la luz zodiacal, incluidas bandas de polvo asociadas con restos de familias de asteroides particulares y varias estelas de cometas.
Importancia cultural
Según Kosmos de Alexander von Humboldt, los mesoamericanos sabían de la luz zodiacal antes de 1500. Quizás fue informado por primera vez en forma impresa por Joshua Childrey en 1661. El fenómeno fue investigado por el astrónomo Giovanni Domenico Cassini en 1683. Según algunas fuentes, lo explicó por partículas de polvo alrededor del Sol. Otras fuentes afirman que fue explicado así por primera vez por Nicolas Fatio de Duillier, en 1684, a quien Cassini aconsejó estudiar la luz zodiacal.
Importancia para el Islam
El profeta islámico Mahoma describió la luz zodiacal en referencia al momento de las cinco oraciones diarias, llamándola el "falso amanecer" (الفجر الكاذب al-fajr al-kādhib). La tradición oral musulmana conserva numerosos dichos, o hadices, en los que Mahoma describe la diferencia entre la luz del falso amanecer, que aparece en el cielo mucho después de la puesta del sol, y la luz de la primera franja de luz horizontal al amanecer, la "verdadera". amanecer" (الفجر الصادق al-fajr al-sādiq). Según la gran mayoría de los eruditos musulmanes, el amanecer astronómico se considera el verdadero amanecer. Los practicantes del Islam utilizan las descripciones de Mahoma de la luz zodiacal para evitar errores al determinar el momento de las oraciones diarias.
Brian mayo
En 2007, Brian May, guitarrista principal de la banda Queen, completó su tesis, A Survey of Radial Velocities in the Zodiacal Dust Cloud, treinta y seis años después de abandonarla para seguir una carrera en música. Pudo presentarlo solo debido a la cantidad mínima de investigación sobre el tema realizada durante los años intermedios. May describe el tema como uno que se volvió "de moda" de nuevo en la década de 2000.