Pillantás a Holdra
(Rovat: Amerikai távérzékelő műholdak, Távoli világok kutatói - 2022.07.19 08:15.)

A NASA földmegfigyelő műholdjai május 16-án a Föld helyett a Holdat nézték, a Landsat–8 és –9 műszerei a holdfogyatkozás idején végeztek méréseket.

Mindkét műholdról a termikus infravörös szenzorral (Thermal Infrared Sensor, TIRS a Landsat–8-on és TIRS–2 a Landsat–9-en) figyelték a fogyatkozás közben a Holdat. A műszerekkel körülbelül 60 km/pixel felbontású képeket lehetett készíteni, ez is elég volt azonban ahhoz, hogy észrevegyék a felszín hőmérsékletének egyenetlen változását.

A három és fél órán át tartó fogyatkozás közben (ebből közel másfél óra volt a teljes fogyatkozás) a TIRS szenzorok a holdfelszín infravörös sugárzását észlelték, amiből következtetni lehetett a felszín hőmérsékletére. A képsorozaton a világosabb foltok a melegebb, a sötét területek a hidegebb részeknek felelnek meg. Dennis Reuter, a TIRS műszerek kutatója két figyelemre méltó megállapítást tett. Egyrészt, a felvételek alapján látható, milyen gyorsan hűlt ki az árnyékba boruló felszín, nevezetesen a teljes árnyék megjelenése után körülbelül 100 kelvin/óra sebességgel. A felszín gyors elsötétedése, azaz hűlése a felvételsorozat középső sorában követhető. Az árnyék megjelenése után nyilvánvalóan a légkör hiánya miatt gyorsan csökken a felszín hőmérséklete. A hőmérséklet csökkenésének eltérő sebességét viszont a Hold felszínét borító regolit eltérő fizikai tulajdonságai okozzák. A regolit szemcséinek kis mérete és a regolit laza szerkezete egyaránt hozzájárul a gyors hővesztéshez.

A Landsat–8 TIRS (Thermal Infrared Sensor) és a Landsat–9 vele azonos TIRS–2 műszerével 2022. május 16-án készített felvételek a fogyatkozásban lévő Holdról. Az időpontokat világidőben tüntették fel, a teljes árnyék 02:27-kor érte el és 05:55-kor hagyta el a Holdat, a teljes fogyatkozás 03:29 és 04:54 között volt megfigyelhető. Két időpontnál a Hold Földről látható képét is feltüntették. A Landsat felvételek felbontása kb. 60 km/pixel. (Kép: NASA Earth Observatory, Joshua Stevens, Landsat adatok: U.S. Geological Survey. A Holdról a látható tartományban Nikon DSLR kamerával készült felvételek: Matthew Montanaro / GSFC / RIT)

Reuter másik megállapítása, hogy a kráterek lassabban hűlnek a környezetüknél. A holdkorong alsó részén látható Tycho-kráter például a fogyatkozás egész időtartama alatt melegebb marad a felszín többi részénél. Amint a diagramról leolvasható, a fogyatkozás előtt a kráter hidegebb volt a környezeténél, azonban a fogyatkozás előrehaladtával sokkal lassabban veszíti a hőt. Mire a kráter teljesen árnyékba borul, határozottan melegebb marad a környezeténél. A jelenség egyik oka az, hogy a kráterekben kevesebb a finom por vagy az ott található anyagok jobb hővezetők, azaz a felszínt alkotó anyagnak a különböző területeken más-más a hőtehetetlensége.

A Tycho-kráter (lila pontok és szaggatott vonal) és környezetének (narancssárga pontok és folytonos vonal) fényességi hőmérséklete (kelvin) a teljes fogyatkozás előtt és alatt. A fogyatkozás előtt a kráter valamivel hidegebb volt a környezeténél, azonban a fogyatkozás előrehaladtával sokkal lassabban veszíti a hőt. Mire a kráter teljesen árnyékba borul, határozottan melegebb marad a környezeténél. (Kép: NASA Earth Observatory, Joshua Stevens, Landsat adatok: U.S. Geological Survey. A Holdról a látható tartományban Nikon DSLR kamerával készült felvételek: Matthew Montanaro / GSFC / RIT)

Hasonló infravörös megfigyeléseket végzett a Bennu kisbolygónál a NASA OSIRIS-REx szondája. Különböző megvilágítási szögeknél vizsgálták a kisbolygót alkotó kőzetek termikus sugárzását, és ennek alapján megállapították, hogy a kőzet olyan laza szerkezetű, hogy kézzel szétmorzsolható. A Bennu megfigyelései adták az ötletet a TIRS kutatóinak, hogy hasonló mérésekből a Hold felszínét alkotó anyag fizikai tulajdonságaira is következtetni lehetne. Ugyanakkor a mérések és a Holdról származó anyagminták közvetlen fizikai vizsgálatának összehasonlítása alapján következtetni lehet a távoli égitestek anyagának tulajdonságaira.

Mint a TIRS kutatói elmondták, nem ez volt az egyetlen alkalom, amikor a Landsat műszerei a Föld helyett a Hold felé fordulnak. Átlagosan havonta egyszer kalibrációs céllal figyelik a Holdat, annyi volt a különbség, hogy májusban a szokásos kalibrációs méréseket a fogyatkozás idejére időzítették.