Сатурн створює хвилі у своїх кільцях
Так само, як землетруси змушують нашу планету бурчати і коливатися всередині Сатурн Це змусило газового гіганта трохи вібрувати. Ці рухи, в свою чергу, викликають брижі в кільцях Сатурна.
У новому дослідженні, прийнятому в журналі природна астрономіядва астрономи з Каліфорнійського технологічного інституту проаналізували ці хвилясті кільця, щоб виявити нову інформацію про ядро Сатурна. Для свого дослідження вони використовували старовинні дані, отримані НАСА‘s Кассіні– космічний корабель, який 13 років обертався навколо кільцевого гіганта, перш ніж зануритися в атмосферу планети і розпатися в 2017 році.
Висновки свідчать про те, що ядро планети – це не суцільна кам’яна куля, як припускали деякі попередні теорії, а всепроникний суп з льоду, гірської породи та мінеральної рідини – або те, що вчені називають “нечітким” ядром. Аналіз також показує, що ядро простягається на 60 відсотків діаметра планети, що робить його набагато більшим, ніж вважалося раніше.
“Ми використовували кільця Сатурна як гігантський сейсмограф для вимірювання коливань всередині планети”,-каже співавтор Джим Фуллер, доцент теоретичної астрофізики в Калтеху. “Це перший раз, коли нам вдалося сейсмічно дослідити будову планети -газового гіганта, і результати дуже дивовижні”.
Дженніфер Джексон, професор фізики мінералів у Вільямі Е. каже, що дослідження, але використовує різні типи сейсмічних спостережень, щоб зрозуміти склад ядра Землі та потенційно виявити сейсмічні події на Землі. Венера В майбутньому.
Крістофер Манкович.
Провідним автором дослідження є Крістофер Манкович, докторант -науковий співробітник у галузі планетарних наук, що працює у Групі Фуллера.
Результати дають найкращі докази таємничого ядра Сатурна і узгоджуються з останніми даними місії НАСА “Юнона”, які вказують на те, що газовий гігант Юпітер Він також може мати аналогічно ослаблене ядро.
“Туманні ядра – це як шлам”, – пояснює Манкович. Газ водню та гелію планети поступово змішується з дедалі більшою кількістю льоду та каменю, коли ви рухаєтесь до центру планети. Це трохи схоже на частини океанів Землі, де солоність зростає, коли вона досягає все більш глибоких рівнів, створюючи стабільне утворення ».
Ідея про те, що вібрації Сатурна можуть створювати хвилі в його кільцях і що таким чином кільця можуть бути використані як сейсмометр для вивчення внутрішнього простору Сатурна, вперше з’явилася в дослідженнях на початку 1990 -х років Марком Марлі (BS ’84) та Керолайн Порко (PhD ‘) 83), який пізніше став капітаном команди зйомки зображень Кассіні. Перше спостереження за цим явищем було зроблено Меттом Хедманом та д -ром Ніколсоном (кандидат наук ’79) у 2013 році, які проаналізували дані, отримані Кассіні. Астрономи виявили, що С -кільце Сатурна містить багато спіральних візерунків, обумовлених коливаннями гравітаційного поля Сатурна, і що ці шаблони відрізняються від інших хвиль у кільцях, викликаних гравітаційною взаємодією із супутниками планети.
Тепер Манкович і Фуллер проаналізували характер хвиль у кільцях, щоб побудувати нові моделі інтер’єру спадаючого Сатурна.
“Сатурн завжди вібрує, але він тонкий”, – каже Манкович. “Поверхня планети рухається приблизно на метр кожні дві -дві години, як повільно хвилясте озеро. Подібно сейсмографу, кільця вловлюються при гравітаційних порушеннях, і частинки кільця починають вібрувати.
Джим Фуллер.
Дослідники кажуть, що спостережувані гравітаційні брижі вказують на те, що глибока внутрішня поверхня Сатурна, коли він повністю котиться, складається зі стабільних шарів, які утворилися після того, як більш важкий матеріал затонув посередині планети і перестав змішуватися з легшим матеріалом над нею.
“Щоб гравітаційне поле планети коливалося з цими конкретними частотами, внутрішні приміщення повинні бути стабільними, і це можливо лише в тому випадку, якщо частка льоду та скелі поступово збільшується, коли ви просуваєтесь до центру планети”, – говорить Фуллер.
Їхні результати також показують, що ядро Сатурна в 55 разів перевищує масу всієї Землі, при цьому 17 мас Землі з цього льоду та гірських порід, а решта – це рідина водню та гелію.
Хедман, який не є учасником поточного дослідження, каже: “Крістоферу та Джиму вдалося продемонструвати, що певна функція кільця дала вагомі докази того, що ядро Сатурна дуже розсіяне. Я радий подумати про те, що всі інші особливості кільця, створені Сатурном, можуть розповісти нам про планету. “
Крім того, результати створюють проблеми для сучасних моделей гігантського газоутворення, які демонструють, що сланцеві ядра спочатку утворюються, а потім притягують великі оболонки газу. Якщо ядра планет дійсно такі туманні, як показує дослідження, натомість планети могли б включити газ на початку процесу.
Довідка: “Розсіяне ядро Сатурна, виявлене кільцевою сейсмологією” Крістофера Р. Манковича та Джима Фуллера, 16 серпня 2021 р. Доступно тут природна астрономія.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01448-3
the природна астрономія Дослідження “Розсіяне ядро Сатурна, виявлене кільцевою сейсмологією” було профінансовано Фондом Роуз Хіллз та Фондом Слоун.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
