Gli scienziati della FEFU stanno sviluppando una metodologia per calcolare il rapporto tra polvere e gas nelle chiome e nelle code delle comete. Questo rivelerà di più sulla storia del sistema solare e sul suo sviluppo, nonché per comprendere i processi che hanno preso parte ai diversi stadi dell'evoluzione universale.

Un team di scienziati dell'Università Federale dell'Estremo Oriente (FEFU) sotto la supervisione dell'astrofisico Evgenij Zubko, dottorato di ricerca, uno scienziato capo della Scuola di Scienze Naturali della FEFU, sta cercando di risolvere un problema fondamentale dell'astrofisica moderna:valutare la riflettività delle particelle di polvere cosmica e la loro capacità di diffondere la luce stellare. Fare così, gli scienziati studiano le caratteristiche ottiche delle particelle di polvere nelle comete e nelle code delle comete.

La metodologia in fase di sviluppo si basa sull'effetto Umov, una correlazione inversa tra la riflettività di un corpo e il grado di polarizzazione lineare della luce da esso diffusa. Più un oggetto è luminoso, minore è la sua polarizzazione. Questa relazione fu formulata per la prima volta dal fisico russo Nikolay Umov nel 1905.

Secondo Evgenij Zubko, l'effetto Umov è stato precedentemente studiato solo per le superfici, come la regolite lunare e le superfici degli asteroidi. La spiegazione di questo effetto, dato negli anni '60 e '70, esclusa la sua applicazione alle singole particelle di polvere che compongono la regolite. Però, il team ha concluso che l'effetto Umov è quasi ugualmente applicabile alle singole particelle e alle superfici in generale.

In precedenza, i ricercatori hanno concluso che l'effetto Umov si mantiene in una nuvola omogenea e sparsa di polvere spaziale. Nell'articolo pubblicato l'11 luglio Numero cartaceo 2018 di Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , gli scienziati hanno suggerito che questo effetto fisico potrebbe essere applicabile anche alle nuvole caratteristiche delle comete e delle code delle comete costituite da due tipi di particelle di polvere. L'effetto Umov dovrebbe essere osservato anche nelle nubi a tre componenti di polvere cosmica tipiche dei dischi protoplanetari.

Studiando il grado di polarizzazione lineare acquisita dalla luce solare quando è dispersa da particelle di polvere cometaria, gli scienziati possono fornire una stima affidabile dell'albedo o della riflettività delle particelle. Questa caratteristica è estremamente importante per recuperare il volume totale di polvere espulsa da una cometa. Quest'ultimo parametro consente agli scienziati di migliorare i metodi esistenti di stima del rapporto volume polvere/gas nei comi cometari. Questa è una delle caratteristiche più importanti dell'evoluzione delle comete, ad esempio potrebbe indicare il luogo nel sistema solare in cui si è formata la cometa.

"Conoscendo il rapporto tra i volumi di polvere espulsi e gas, possiamo comprendere meglio gli stadi evolutivi passati dalle diverse comete e le circostanze della formazione del sistema solare. Però, mentre è facile calcolare il volume di gas in una cometa, in caso di particelle di polvere, questo è molto più complicato, " ha detto Evgenij Zubko. "Quando misuriamo la luce solare riflessa dal coma, dobbiamo capire il numero di particelle di polvere che contribuiscono alla diffusione della luce. Il loro albedo o riflettività sono i dati chiave di cui abbiamo bisogno per rispondere a questa domanda. Però, anche le diverse particelle di polvere si comportano in modo diverso, e la differenza nella riflettività delle particelle scure e luminose nelle comete può superare 10 volte. Questo è un problema comune al giorno d'oggi, che si pone anche in altre aree dell'astrofisica, come la valutazione dei volumi di materia nei dischi protoplanetari attorno ad altre stelle. Ci sforziamo di comprendere il valore di questo albedo e di utilizzare metodi aggiuntivi per farlo, in particolare, polarimetria per misurare il grado di polarizzazione lineare e, recuperare così la riflettività delle particelle di polvere cometaria basata sull'effetto Umov."

C'è ancora molto da scoprire nel corso di questo lavoro. "Stiamo letteralmente inseguendo un fantasma, " dice lo scienziato. Ha anche sottolineato che per ottenere una svolta in questo settore di studi è necessaria la collaborazione tra gruppi di astrofisici provenienti da diverse parti del mondo.

La metodologia di analisi basata sull'effetto Umov può anche servire come chiave per comprendere i processi di formazione ed evoluzione di altri sistemi planetari, e quindi il sistema solare, anche. Secondo Evgenij Zubko, il valore dell'effetto Umov per la scienza in generale è tanto alto quanto l'importanza del metodo di analisi spettrale sviluppato da Gustav Kirchhoff. Mentre l'analisi spettrale rivela le composizioni chimiche di corpi distanti in base alla luce riflessa da essi, l'effetto Umov può rivelare la loro dimensione.