Ученые раскрыли продолжительность суток на Сатурне

Используя новые данные, полученные с борта космического корабля НАСА «Кассини», исследователи раскрыли давний астрономический секрет, который скрывала одна из самых потрясающих планет солнечной системы – Сатурн. Оказалось, что полный оборот Сатурна вокруг своей оси составляет 10 часов, 33 минуты и 38 секунд.

Тайна Сатурна

Точная и даже приблизительная продолжительность суток на Сатурне ускользала от астрономов и астрофизиков в течение многих десятилетий. Все потому, что Сатурн является газовым гигантом и потому лишен твердой поверхности, на которой можно было бы найти ориентиры, помогающие отследить направление и скорость вращения планеты вокруг своей оси. Кроме того, у Сатурна не совсем обычное магнитное поле, которое также скрывает от наблюдателей скорость вращения планеты.

Оказывается, ответ на вопрос, мучивший ученых так долго, скрывался в поведении колец Сатурна.

В то время, как "Кассини" находился на орбите Сатурна, огромное количество инструментов на борту беспилотного космического корабля проводили наблюдение за планетой, ее кольцами и спутниками. С помощь этих инструментов ученые получили частицы камней и льда, из которых состоят кольца Сатурна в беспрецедентных деталях.

Исследование колебаний колец

Кристофер Манкович, аспирант в области астрономии и астрофизики калифорнийского университета Санта-Круз и участник миссии «Кассини», использовал полученные данные, чтобы изучить волны, образующиеся в кольцах.

Исследование данных, проведенное Манковичем, привело его к выводу, что волны, которые наблюдаются в кольцах планеты, отвечают на соответствующие колебания внутри Сатурна. Это работает по принципу сейсмографа.

Сейсмические процессы Сатурна

Процессы внутри Сатурна приводят к вибрации планеты на определенных частотах, которые, в свою очередь, приводят к изменениям в ее гравитационном поле. Кольца, находящиеся в этом поле, отвечают на эти частотные колебания гравитации собственной вибрацией.

Важной находкой стало то, что колебания частиц в кольцах не повсеместны. Они наблюдаются лишь в определенных местах и в определенное время. Это привело исследователей к выводу, что кольца отвечают вибрацией на гравитационную энергию, исходящую из определенных мест, что позволяет использовать эти места в качестве физических ориентиров на поверхности Сатурна.

Исследование Манковича, изданное 17 января в журнале "Астрофизика", демонстрирует разработку модели внутренней структуры Сатурна, которая соответствует волновым колебаниям колец. Модель позволила ему отслеживать движение гравитационных вибраций, таким образом, установив и отследив скорость вращения планеты.

Ранние подсчеты

Установленный в исследовании темп вращения 10:33:38 на несколько минут скорее, чем более ранние расчеты, опубликованные в 1981 году. Они были основаны на данных, полученных с помощью радиосигналов другого космического корабля НАСА – "Вояджера".

Анализ данных "Вояджера", привел к оценкам темпа вращения Сатурна, который составил 10 часов 39 минут и 23 секунды. Эти выводы были сделаны после изучения информации о магнитном поле планеты.

"Кассини" также позволил сделать более точные оценки вращения Сатурна на основе данных о его магнитном поле. Подсчеты варьировались в промежутке от 10 часов 36 минут до 10 часов 48 минут.

Особенности магнитного поля

Астрофизики часто используют магнитные поля планет, чтобы измерить скорость их вращения, особенно это касается газовых гигантов. Например, магнитная ось Юпитера не совпадает с осью вращения, так же как и у Земли. Таким образом, разница позволяет ученым измерить колебания в радиосигналах и по ним вычислить скорость осевого вращения планеты. Однако Сатурн отличается от других планет тем, что магнитное поле практически полностью совпадает с вращательной осью.

Поэтому открытие колебания колец Сатурна и стало ключевым для более точного определения продолжительности суток на планете. Астрономы, изучающие Сатурн, очень рады получить окончательный ответ на давно мучащий их вопрос.

Важность изучения колец для науки

Предположения о том, что кольца можно использовать для изучения сейсмических колебаний Сатурна, появились еще в 1982 году, задолго до того, как стало возможно получить необходимые для этого наблюдения и данные.

Марк Марли из Научно-исследовательского центра НАСА в Силиконовой долине, изложил эту идею в деталях в своей кандидатской диссертации в 1990 году. Наряду с вычислениями и предположениями о том, как именно кольца могут раскрыть внутренние процессы Сатурна, он предсказал, в каких местах кольца лучше всего наблюдать.

Миссия «Кассини»

Два десятилетия спустя его предположения, вплоть по предсказания мест, полностью оправдались, как показала успешная миссия «Кассини».

Миссия завершилась в сентябре 2017 года, когда у космического корабля закончилось топливо. Ученые провели контролируемый вход корабля в атмосферу Сатурна. Это было сделано для того, чтобы избежать столкновения «Кассини» с одним из многочисленных спутников планеты.

Миссия «Кассини-Гюйгенс» является совместным проектом НАСА, Европейского космического агентства (ESA) и Итальянского космического агентства. Лаборатория реактивного движения НАСА в Пасадене получила управление миссией. Сам орбитальный аппарат Кассини, весом в 2150 килограммов был разработан и собран компанией JPL, в то время как зонд «Гюйгенс», весом в 350 килограммов был в совместной разработке JPL и Итальянского космического агентства. Над миссией работали ученые из США и Европы.

Статья закончилась. Вопросы остались?
Добавить смайл
  • :smile:
  • :wink:
  • :frowning:
  • :stuck_out_tongue_winking_eye:
  • :smirk:
  • :open_mouth:
  • :grinning:
  • :pensive:
  • :relaxed:
  • :heart:
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Следят за новыми комментариями — 8
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.