Специалисты "Кассини" наконец-то определили продолжительность суток Сатурна

Используя данные от космического корабля “Кассини”, исследователи решили, что они смогли разобраться с одной из давних проблем системы Сатурна. Речь идёт о продолжительности дня на газовом гиганте. Планетологи говорят что на Сатурне она составляет 10 часов 33 минуты и 38 секунд.

Эту цифру специалисты не могли точно определить в течение целых десятилетий, потому что у газового гиганта нет твердой поверхности с определёнными ориентирами, по которым можно было бы отслеживать вращение планеты. К тому же, Сатурн обладает необычным магнитным полем, которое скрывает скорость его вращения.

Ответ на этот вопрос, как оказалось, был спрятан в системе колец.

Во время работы миссии “Кассини” в системе Сатурна приборы исследовали в беспрецедентных деталях ледяные, каменные кольца. Кристофер Манкович, аспирант кафедры астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Крус, использовал эти данные для изучения волновых моделей в кольцах.

В рамках работы он установил, что кольца реагируют на колебания внутри самой планеты, действуя подобно сейсмометрам, используемым для измерения движения, вызванного землетрясениями. Внутренняя структура Сатурна вибрирует на частотах, которые вызывают изменения в его гравитационном поле. Кольца, в свою очередь, реагируют на движения в этом поле.

«Частиц в кольцах чувствуют эти колебания в поле тяжести. В определенных местах и в определённое время эти колебания улавливают частицы колец на своих орбитах, постепенно наращивают энергию, которая высвобождается как наблюдаемая волна”.

Исследования Манковича, опубликованные 17 января 2019 года в Astrophysical Journal описывают то, как он разработал модели внутренней структуры Сатурна, которые соответствовали бы волнам наблюдаемым в кольцах. Это позволило ему отслеживать движения внутри планеты и, таким образом, её вращение.

Скорость вращения, равная 10:33:38, которую предоставил анализ, всего лишь на несколько минут быстрее, чем предыдущие оценки, проведённые в 1981 году, которые были основаны на радиосигналах с космического корабля «Вояджер».

Анализ данных «Вояджера», который оценивал продолжительность суток на Сатурне в 10:39:23, был основан на информации от магнитного поля. “Кассини” также использовал данные магнитного поля, но его более ранние оценки варьировались от 10:36 до 10:48.

Учёные довольно часто полагаются на магнитные поля для измерения скорости вращения планет. Магнитная ось Юпитера, как и Земли, не совпадает с осью вращения. Она как бы вращается вокруг главной оси, позволяя учёным измерять периодический сигнал в радиоволнах, чтобы получить реальную скорость вращения. Однако Сатурн в этом плане отличается. Его уникальное магнитное поле почти полностью совпадают с его осью вращения.

Вот почему исследование колец было ключом к пониманию продолжительности дня газового гиганта. Учёные находятся в восторге от того, что наконец-то у них есть максимально достоверное решение этой важнейшей проблемы.

«Исследователи использовали волны от гравитационного возмущения в кольцах, чтобы заглянуть внутрь Сатурна, и оттуда уже была получена эта долгожданная, фундаментальная характеристика планеты. И это действительно важный результат», — сказала ученый проекта “Кассини” Линда Спилкер.

Идея о том, что кольца Сатурна могут быть использованы для изучения сейсмологии планеты, впервые была высказана в 1982 году, задолго до того, как стали возможными реальные наблюдения.

Соавтор работы Марк Марли, в настоящее время работающий в Исследовательском центре НАСА Эймс в Калифорнии, впоследствии конкретизировать эту идею в рамках своей кандидатской диссертации в 1990 году. Наряду с тем, что он показал, как можно вычислить продолжительность суток, он предсказал места в кольцах Сатурна, где будут выявлены эти подписи. Он также отметил, что миссия “Кассини”, которая в то время находилась на стадии планирования, сможет провести наблюдения, необходимые для проверки этой идеи.

«Два десятилетия спустя, в последние годы существования” Кассини”, учёные проанализировали данные миссии и обнаружили особенности в кольцах именно там, где и предсказал Марк. Наша текущая работа направлена на то, чтобы максимально использовать эти наблюдения», — соавтор Джонатан Фортни, профессор астрономии и астрофизики в Калифорнийском университете Санта-Крус и член команды “Кассини”.

По информации НАСА.

Источник: www.theuniversetimes.ru