Arecibo ने टाइटन पर मीथेन झीलों का पता कैसे लगाया, और शनि के छल्ले की छवि बनाई?

Question

सौर प्रणाली के लिए सबसे दूर की दूरी का यह उत्तर रडार द्वारा मापी जाने वाली वस्तु से है? उल्लेख है कि शनि के छल्ले, और अनकवर ट्रैवल पोस्ट Arecibo वेधशाला, प्यूर्टो रिको - 50 से अधिक वर्षों के लिए दुनिया के सबसे बड़े रेडियो टेलीस्कोप का उल्लेख है:

Arecibo वेधशाला की अन्य उपलब्धियों में हैं:

• इतिहास में पहली बार किसी क्षुद्रग्रह की प्रत्यक्ष इमेजिंग।
• बुध के ध्रुवों पर पानी की बर्फ का जमाव।
• प्रभाव के जोखिमों की निगरानी के लिए निकट-पृथ्वी क्षुद्रग्रहों की ट्रैकिंग।
• शुक्र की ढकी हुई सतह का मानचित्रण।
• रिंग संरचना के नए विवरणों का खुलासा करते हुए, शनि के वलयों की रडार इमेजिंग।
• शनि के एक चंद्रमा टाइटन पर मीथेन झीलों का पहला पता लगाने।
• चंद्रमा के साथ क्षुद्रग्रह का पहला पता लगाना।

प्रश्न: अरेसेन टाइटन पर मीथेन झीलों का पता कैसे लगाते हैं, और शनि के छल्ले की छवि बनाते हैं? ये एकल रेडियो-दूरबीन के लिए पृथ्वी से काफी उल्लेखनीय करतब हैं। उन्हें कैसे किया गया? क्या उद्धरण पाए जा सकते हैं और छल्ले और मीथेन झील के साक्ष्य की छवि के उदाहरण दिखाए जा सकते हैं?

Comments

पहले Google के "arecibo मीथेन टाइटन" हैं। google.com/amp/s/www.newscientist.com/article/… । यह एक खराब सवाल है

— रोब जेफ्रीज

नहीं, मुझे नहीं लगता कि यह @RobJeffries है। वह Google आपको कुछ ब्लर्ब देता है जो मेरे प्रश्न को खराब नहीं बनाता है। आप अनुमान लगा सकते हैं कि एक "कैसे ..." प्रश्न का एक उत्कृष्ट उत्तर हो सकता है, और उत्कृष्ट उत्तर उत्पन्न करने वाले प्रश्न खराब नहीं होते हैं, वे वही हैं जो आपको रोमांचित करते हैं। मैं आपको जवाब देने के लिए खुद लिखूंगा कि मेरा क्या मतलब है, और गेंद लुढ़कने के लिए।

— उहोह

मैं यह दो सवाल

काफी हद तक उचित है, हालांकि उस संक्षिप्त लेख का उत्तर (वह हिस्सा) आपके प्रश्न को पूरी तरह से अच्छी तरह से बताता है - जैसा कि मार्टिन कोचान्स्की के जवाब से पता चलता है।

— रोब जेफ्रीज

@RobJeffries सौभाग्य से यह ओपी है (इस मामले में मुझे) कि एसई में एक सवाल का जवाब देता है या नहीं, यह तय करने की लक्जरी है।

— उहोह

Answer 1

टाइटन "झीलों":

विज्ञान में प्रकाशित ओपन एक्सेस: टाइटन कैंपबेल, डीबी, ब्लैक, जीजे, कार्टर, एलएम, और ओस्ट्रो, एसजे, विज्ञान 302 , 5644, पीपी। 431-434, 17 अक्टूबर 2003 ईएसआई: 10.1126 / विज्ञान पर तरल सतहों के लिए रडार साक्ष्य । 1088969

यह एक बहुत ही सुंदर प्रयोग था! एक निरंतर, अनमॉड्युलेटेड, गोलाकार ध्रुवीकृत 13 सेमी की लहर को Arecibo से Saturn / Titan सिस्टम की ओर प्रसारित किया गया था, और डॉपलर शिफ्ट का इस्तेमाल टाइटन से लौटे सिग्नल को अलग करने के लिए किया गया था।

अधिकांश सतह खुरदरी है, इसलिए टाइटन की डिस्क पर सभी क्षेत्रों से लौटाए जाने वाले संकेत हैं, और चूंकि चंद्रमा घूमता है, इसलिए धीरे-धीरे, "बाएं" और "दाएं" पक्षों से वापस लौटी शक्ति उच्च और निम्न आवृत्तियों पर स्थानांतरित हो जाती है।

हालाँकि कुछ अवलोकन के समय में टाइटन के ज्ञात रेडियल वेग के संबंध में शून्य डॉपलर शिफ्ट के साथ एक बहुत मजबूत और स्पष्ट प्रतिबिंब था, और इस शिखर को स्पेक्युलर प्रतिबिंब के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। प्राप्त ध्रुवीकरण की जाँच इस बात की पुष्टि करती है कि जबकि खुरदरी सतह से बिजली दोनों वृत्ताकार ध्रुवीकरण अवस्था में वापस आ जाती है, प्रकल्पित स्पेक्युलर घटक केवल अपेक्षित वृत्ताकार ध्रुवीकरण अवस्था में होता है।

जैसा कि @Martin Kochanski के विचारणीय उत्तर में बताया गया है कि रडार अवलोकन से कोई निर्धारण नहीं है कि लौटे हुए स्पेकुलर प्रतिबिंब मीथेन से आता है। यह उस समय (2003) में टाइटन के रसायन विज्ञान के बारे में ज्ञात जानकारी के आधार पर, प्रकल्पित झीलों का एक अनुमानित घटक है।

हमने नवंबर और दिसंबर 2001 में 16 रातों में और नवंबर और दिसंबर 2002 में 9 रातों में टाइटन का अवलोकन किया, 305-एम अरेसिबो टेलीस्कोप के साथ 13-सेमी तरंग दैर्ध्य पर संचरण किया और अरेसीबो के साथ प्रतिध्वनि प्राप्त की। टाइटन के घूर्णी और कक्षीय अवधि 15.9 दिन हैं, और हमारे 2001 के अवलोकन देशांतर में 22.6 ° (val800 किमी) के समरूप अंतराल पर प्राप्त हुए थे। 2002 में 9 टिप्पणियों ने एकसमान कवरेज प्रदान नहीं किया। 2001 में सबअर्थ ट्रैक का अक्षांश 25.9 ° S और 2002 में 26.2 ° S था, जो इसका सबसे दूर का दक्षिणी भ्रमण था। टिप्पणियों के दौरान शनि प्रणाली के लिए गोल-यात्रा प्रकाश समय 2 घंटे 15 मिनट था, और अरेसिबो टेलीस्कोप के सीमित ट्रैकिंग समय का मतलब था कि प्रति दिन the30 मिनट तक सीमित था, जो टाइटन रोटेशन के 0.5 ° (20) के बराबर था गति बिंदु की गति का किमी)। 2001 में एक रात और 2002 की अधिकांश टिप्पणियों के लिए (साथ ही अन्य जब हम टाइटन को मापने का प्रयास कर रहे थे), 100-मी ग्रीन बैंक टेलीस्कोप (जीबीटी) का उपयोग पूर्ण गोल यात्रा के लिए प्रतिध्वनि प्राप्त करने के लिए भी किया गया था। समय। इन आंकड़ों में एरिसको प्राप्त करने वाले ईको के साथ सिग्नल-टू-शोर अनुपात होता है, लेकिन टाइटन रोटेशन के 2.1 ° से अधिक समय के लिए अधिक समय प्राप्त होता है और अधिक सूक्ष्म स्थानों का अध्ययन करने की अनुमति देता है।

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यहाँ कुछ टाइटन डेटा है:

अंजीर। 3. 80 डिग्री के सबरथ देशांतर पर 2002 के अवलोकन के लिए 1.0-हर्ट्ज रिज़ॉल्यूशन पर OC रडार इको स्पेक्ट्रम। इको और RMS ढलान के स्पेक्युलर कंपोनेंट के लिए सामान्यीकृत क्रॉस सेक्शन क्रमशः 0.023 और 0.2 ° है।

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अंजीर। 1. टाइटन पर पांच subearth longitudes के लिए 2001 के डेटा से Arecibo रडार इको स्पेक्ट्रा। स्पेक्ट्रा को प्राप्त परिपत्र ध्रुवीकरण की उम्मीद (OC) और क्रॉस-ध्रुवीकृत (SC) अर्थ दोनों के लिए दिखाया गया है। समन्वय शोर के मानक विचलन में है। टाइटन के लिए लिम्ब-टू-लिम्ब डॉपलर-ब्रॉडडेज बैंडविड्थ 325 हर्ट्ज है। OC स्पेक्ट्रा के चार 0 हर्ट्ज पर एक स्पेकुलर घटक के सबूत दिखाते हैं।

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शनि के छल्ले "imaged" (देरी-डॉपलर):

से शनि के छल्ले के राडार इमेजिंग । 10.1016 / j.icarus.2005.03.023: निकोल्सन, पीडी एट अल, इकारस 177 (2005) 32-62, दोई

नीचे दी गई "छवि" एक पारंपरिक छवि नहीं है, क्योंकि अरेसिबो डिश में स्थानिक रूप से शनि और उसके छल्ले के अनुप्रस्थ विस्तार को हल करने का कोई तरीका नहीं है। यह एक "देरी-डॉपलर" छवि है, जो 12.6 सेमी, ~ 500 kW रडार प्रसारण Arecibo द्वारा प्रेषित है। राउंड-ट्रिप का लाइट टाइम लगभग 135 मिनट था। क्योंकि अरेसिबो ने ज़ीनिथ (<19.7 डिग्री) से स्टीयरिंग को सीमित कर दिया है, अधिकतम शनि केवल आदर्श परिस्थितियों में भी 166 मिनट के लिए डिश के लिए उपलब्ध था।

ऊर्ध्वाधर अक्ष लगभग +/- 800 मिलीसेकंड की देरी दर्शाता है जो स्थानिक संकल्प को प्रदर्शित करता है, लेकिन रेडियल या गहराई दिशा में। क्षैतिज अक्ष डॉपलर शिफ्ट है। +/- 300 केएचजेड शिफ्ट के छल्ले में कणों के कक्षीय वेग का प्रतिनिधित्व करता है।

जबकि टाइटन स्पेक्युलर परावर्तन एक निरंतर या सीडब्ल्यू बीम के साथ किया गया था, देरी-डॉपलर इमेजिंग तकनीक के लिए आवृत्ति-हूपिंग पैटर्न के साथ बीम के आवृत्ति मॉडुलन की आवश्यकता होती है। दर्ज किए गए संकेतों को ज्ञात पैटर्न का उपयोग करके एक सहसंबंध समारोह को लागू करके, विभिन्न रिटर्न समय और अलग डॉपलर शिफ्ट वाले घटकों को निकाला जा सकता है, और फिर परिणाम देरी-डॉपलर छवि का उत्पादन करके, hzstogramed है।

यह एक मानक तकनीक है और इसका उपयोग अन्य ग्रहों और क्षुद्रग्रहों की छवि के लिए किया गया है: निम्नलिखित आइटम और संदर्भ देखें:

• इस उत्तर के लिए क्या "उत्तर-दक्षिण अस्पष्टता" का कारण बनता है डॉपलर रडार पर एक ग्रह की सतह भूमध्य रेखा इमेजिंग कब?
• शुक्र की सतह के रडार नक्शे में गायब स्लाइस क्यों हैं?
• क्षुद्रग्रह फ्लोरेंस के एक छोटे से चंद्रमा के इस स्पष्ट "ग्रहण" की भौतिक ज्यामिति क्या है?
• क्या NEO क्षुद्रग्रहों की देरी-डॉपलर रडार इमेजिंग केवल तभी संभव है जब यह पर्याप्त तेजी से घूमता है?

अंजीर। 2. देरी-डॉपलर छवियों का निर्माण डेटा से प्राप्त किया गया (ए) अक्टूबर 1999, (बी) नवंबर 2000, (सी) दिसंबर 2001, और (डी) जनवरी 2003। ओसी और एससी ध्रुवीकरण दोनों को सिग्नल को अधिकतम करने के लिए संयोजित किया गया था। शोर अनुपात। प्रत्येक छवि में चार उज्ज्वल क्षेत्रों पर ध्यान दें जहां देरी और डॉपलर कोशिकाएं समानांतर होती हैं और जहां ए और बी के छल्ले एक दूसरे को पार करते दिखाई देते हैं।

Comments

बहुत अच्छी तरह से और अच्छी तरह से sourced जवाब!

— एंटालर्सॉफ्ट

मैंने अभी-अभी पूछा है कि इसके छल्लों की राडार छवि में शनि क्यों अदृश्य है?

— उहोह

Answer 2

इसने मीथेन झीलों का पता नहीं लगाया।

इसमें पाया गया कि टाइटन चमकदार था (रडार की दृष्टि से): यानी, प्रतिबिंब एक खुरदरी सतह के बजाय एक चिकनी सतह से थे, और एक ही समय में बहुत तीव्र नहीं थे।

परिणामस्वरूप (2003 के नए वैज्ञानिक लेख को उद्धृत करते हुए, रडार ने टाइटन की मीथेन झीलों को आपके प्रश्न में से एक में जोड़ा गया) का खुलासा किया , " कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि ये मीथेन झीलें हैं, जो प्रभाव क्रेटर में बैठी हैं। अन्य शोधकर्ता विभिन्न स्पष्टीकरणों के बारे में सोच सकते हैं।

अगर हमें पता चलता है, अन्य सबूतों और तर्क से या केवल उन्मूलन से, कि टाइटन पर मीथेन झीलें हैं , तो Arecibo उन्हें देखने का दावा कर सकते हैं। लेकिन अपने आप यह कोई सबूत नहीं दे रहा है कि वे मीथेन हैं, या यहां तक ​​कि वे झीलें हैं।

समान रूप से, अगर किसी ने 1961 में एक स्पेस टेलीस्कोप लॉन्च किया था और मंगल की उच्च-गुणवत्ता वाली रंगीन छवियों का उत्पादन किया था, तो वे अरेसीबो सिद्धांत पर, "मंगल पर मौसमी वनस्पति चक्र का पहला पता लगाने" पर दावा कर सकते थे, क्योंकि उस समय सबसे अधिक विश्वास था। कि मौसमी रंग परिवर्तन क्या थे।

Comments

वहाँ है की अब काफी मजबूत स्वतंत्र सबूत द्वारा टाइटन पर झीलों । - और, अंततः सभी "निरोध" केवल सबूत के अप्रत्यक्ष अवलोकन हैं जो कुछ सिद्धांत के अनुरूप हैं। अगर कोई एक साधारण सिद्धांत है जो सभी टिप्पणियों के अनुरूप है, तो मैं इसे "आरसीबो का पता लगाने वाली मीथेन झीलों" के बारे में कहना चाहूंगा ।

— वामावर्तबौट

तो आपका मतलब है, "पता लगाया गया लेकिन खोजा नहीं गया"? यह काफी उचित है।

— मार्टिन कोचनस्की