Noctilucent cloud polarimetry: Twilight measurements in a wide range of scattering angles

Abstract

Wide-field polarization measurements of the twilight sky background during the several nights with bright and extended noctilucent clouds in central and northern Russia in 2014 and 2015 are used to build the phase dependence of degree of polarization of sunlight scattered by clouds particles in a wide range of scattering angles (from 40° to 130°). This range covers the linear polarization maximum near 90° and large-angle slope of the curve which are most sensitive to the particle size. The method of separation of scattering on clouds particles on the twilight background is presented. Results are compared with T-matrix simulations for different sizes and shapes of ice particles, the best-fit model radius of particles (0.06 μm) and maximum radius (about 0.1 μm) are estimated.

Proceedings of the 48-th International student's conferences "Physics of Space"

“…И эта первая оценка сразу поразила астрономов: оказалось, что «космические темпы звездообразования» -суммарный темп формирования звезд в единице объема пространства в 1 кубический мегапарсек -падали почти вертикально последние 8 млрд лет: от z = 1 до z = 0 они упали в 7-10 раз. Далее Мадау с соавторами привлекли дополнительные данные и использовали дополнительные подходы (в частности, дифференциальные подсчеты галактик на 2 мкм, чтобы отследить нарастание массы звездного населения со временем) и построили космическую историю звездообразования уже до красного смещения 4 [33]; у них получилось, что максимум космической истории звездообразования приходится на z = 1.5, а далее, к более ранним эпохам, плотность темпов звездообразования падает.…”

“…Эти результаты получили большой резонанс в астрономическом сообществе; но и сомнения в правильности ранней космической истории звездообразования, в первые 3-4 млрд лет жизни Вселенной, нарисованной в [33], тоже были сильные и обоснованные. Дело в том, что еще в 90-е гг.…”

“…Помимо этого более плотные и яркие облака могут появиться в период повышенной метеорной активности, создающей в мезосфере обилие ядер конденсации [32]. Самый яркий исторический пример этой связи -Тунгусское событие 1908 г. В настоящее время отмечено частое появление серебристых облаков во второй декаде августа, во время и после максимума активности метеорного потока Персеиды [33,34], но только вблизи Северного полярного круга, где верхняя мезосфера в августе остается достаточно холодной для кристаллизации льда. Низкие температуры являются необходимым условием, вне зависимости от всех других факторов.…”

“…Знание этого параметра может помочь определить принципиальность фактора, повлиявшего на появление и яркость облаков. В частности, серебристые облака в августе 2015 и 2016 гг., наблюдавшиеся в северных регионах России [33,34], были достаточно яркими, но состояли из частиц небольших размеров (средний радиус -не более 30 нм), что и позволило сделать выводы о большом числе частиц и вероятной связи с метеорным потоком Персеиды. В настоящее время размер частиц облаков измеряется посредством лидарного зондирования, а также с борта геофизических ракет и искусственных спутников Земли (см.…”

“…В настоящее время размер частиц облаков измеряется посредством лидарного зондирования, а также с борта геофизических ракет и искусственных спутников Земли (см. ссылки в [33]). Эффективным способом определения размеров частиц с поверхности Земли является поляризационный анализ поля серебристых облаков на небе, если они занимают на нем большую видимую площадь, т. е. широкий диапазон углов рассеяния.…”