Dr. Jian-Yang Li je výzkumným pracovníkem Planetary Science Institut a expertem na komety . Mezi jeho zájmy patří fotometrie asteroidů a jádra komet, jejich fyzikální vlastnosti a souvislosti(propojení) mezi kometami a asteroidy. Jeho odborností jsou fotometrické analýzy, zejména dat s vysokým rozlišením, získaných na Zemi i z vesmírných dalekohledů a sond. Je jeden z malá prvních astronomů, kteří aplikovali diskově řešenou fotometrickou analýzu jádrer komet a našel možnou spojitost mezi fotometrickými vlastnostmi a kometární aktivitou. Dr. Li se aktivné účastnil v misích sond Deep Impact a Dawn.
V jeho posledním příspěvku vysvětlil, jak určit velikost jádra ISONu navzdory pixelizaci. Ale to není jediná překážka. Nyní pohovořme o funkci rozptylu.
Jádro komety Tempel 1
Vraťme se k našemu obrazu Kámen v krajině.
Vzpomínáte? Nyní se podívejme na to, jak by fotografie vypadala, kdyby byl kámen menší než jeden pixel.
Jestliže se jeden pixel rovná deseti centimetrům, pak víme, že kámen je menší než 10 centimetrů. Je proto třeba posoudit velikost kamene, podle toho jak moc je pixel jasnější než okolní pozadí.
Nyní víme, co pixelizace znamená pro malý kámen nebo jádro komety menší než jeden pixel. Musím však poukázat na fakt, že ve výše uvedeném příkladu je použit ideální astronomický dalekohled a kamera.
Použijeme- li tento dalekohled k nafocení hvězdy, která bude mnohem menší než jeden pixel, pro jakýkoli jiný, tradiční dalekohled, objeví se pouze v jednom pixelu, který je vytvořen světlem hvězdy, v ostatních bude tma.
Ale takový typ dalekohledu nemůže být reálně vyroben. Ve skutečnosti všechny hvězdy tvoří malé, kulaté disky s dlouhými hroty, tak jak je znáte z fotografií noční oblohy. Tento malý, kulatý disk ukazuje rozptylovou funkci nebo jak se světlo rozptylové funkce šíří skrze dalekohled. Právě toto komplikuje měření velikosti jádra na další úrovni.
Vezměme si znovu příklad našeho kamene, použijme ovšem dalekohled skutečný. Poté bude 8 centimetrový kámen vypadat takto:
Kámen se nyní zdá být kulatý, rozprostřený do mnoha pixelů. Vzhledem k tomu, že kámen je menší, než jeden pixel, ztratili jsme informace o jeho tvaru. Patrný kulatý tvar na obrázku je ve skutečnosti tvar rozptylové funkce, spíše než tvar kamene samotného. Není důležité, jak obraz přesně zpracujeme nebo jak špičkovou techniku máme. Jeho skutečnou velikost a tvar můžeme měřit nepřímo z jasnosti.
Díky efektu rozptylové funkce , se jednoduše nemůžeme dívat do středového pixelu jádra. Musíme brát v úvahu rozšířená křídla rozptylové funkce, jejichž pixely jas jádra obsahují také.
Velká plocha rozptylové funkce má dva důsledky. Za prvé, tvoříme-li model komy, musíme použít místo mimo rozptýlené jádro, pár pixelů od jeho středu. To může nevyhnutelně přinést větší zmatek, když zkusíme použít tento model k zjištění, jak jasná je koma ve středu. Za druhé, musíme předvídat jas komy ve všech pixelech obsažených v rozptýleném jádru, spíše než jen v jednom centrálním pixelu.
Přítomnost rozptylové funkce také znamená, že musíme vzít v úvahu její vliv na vytvoření modelu komy. Ve většině případů, kdy jsme použili tuto techniku, tvořilo jádro méně než čtvrtinu celkového jasu pozadí komy a jádra. Takže jsme v podstatě odečetli dvě velká čísla vedoucích k číslu malému. Například, předpokládejme, že totální jas komy a jádra je 10 jednotek. Z toho koma je 9 jednotek a jádro 1. Pokud bychom podcenili jas komy jen o 10%(což je poměrně typické v astronomickém měření) na 8 jednotek, pak najdeme jádro se 2 jednotkami, dvakrát větší než ve skutečnosti je! Čím menší jádro, tím méně přesnější měření. To je také důvod, proč je extrémě obtížné změřit přesně model komy.
S výrazným rozptylovým efektem, který je klíčem k dřívějšímu poznání, musíme užít tuto metodu.Tvar rozptylu je určen tím, jak je dalekohled konstruován a jak je veškerá optika v dalekohledu nastavena. Velmi často i mírné deformace v konstrukci dalekohledu, řádově velikosti mikrometru, může výrazně změnit rozptylovou funkci. Ve vesmíru, bez atmosfery a gravitace, má Hubbleův vesmírný dalekohled extrémně stabilní prostředí a proto jsou zde rozptyly daleko lépe charakterizovány než dalekohledy pozemními. Konzistence a dobře známé měření Hubbelova rozptylu je další důvod k jeho použití pro měření velikosti jádrer komet.
Kometa ISON byla již od svého objevení velmi aktivní. Z našich předběžných analýz ze snímků HST, je poloměr jádra menší než 2 km. Vysoká aktivita a malé jádro znamená, že to co máme v rukách může být podobné našemu dřívějšímu příkladu extrémě malého kamene, který je téměř pohřben v pozadí. Budeme nadále pokračovat v zdokonalování našich analýz a doufat, že dosáhneme co nejpřesnějšího rozměru jádrá. Doufejme také, že ISON předvede skvělou podívanou na obloze.
Zdroj.: Hubblesite.org