Колко дълъг е денят на Сатурн?
Мисия: Cassini–Huygens


Увеличаване

NASA/JPL-Caltech/SSI/Kevin M. GilI

Една от целите на Касини беше да се разбере колко дълъг е денят на Сатурн. Въпреки че мисията се класира като суперуспешна, това все още не го знаем, въпреки че изглежда привидно прост въпрос. Мисиите "Вояджер" предоставиха един отговор: 10 часа, 39 минути, 24 секунди (т.е. 10.7 часа). Това, между другото, е наистина бързо. Сатурн се върти толкова бързо, че планетата е ясно сплескана, заради центробежната сила тя е по-изпъкнала на екватора отколкото на полюсите. С други думи казано, Сатурн е с около 10 процента по-широк, отколкото е висок. Юпитер също се върти бързо и също е сплеснат, но не чак толкова.

Вояджър е измерил скоростите на въртене на четирите външни планети, използвайки техните радиоизлъчвания. Електроните уловени от магнитните полета генерират радио емисии и хубавото е, че всички гигантски планети притежават магнитни полета. Ако магнитното поле е с някакъв ъгъл спрямо въртящия се полюс, тогава магнитното поле се върти около планетата като лъч на фар и е с радиочестотно излъчване с времето на въртене на планетата. Вояджер измерва точно дължината на деня на Юпитер - 9h 55m 29.71s, Уран - 17h 14.4m ± 0.6m и Нептун - 16h 6.5m ± 0.4m , както и на Сатурн.

Но Когато Касини достигна до Сатурн, мисията измерва скорост на въртене 10 часа, 45 минути, 45 ± 36 секунди, което е с повече от 6 минути по-дълго от измереното от Вояджер. Понеже няма сила, която да ускори въртенето, излиза, че едно от двете измервания е грешно. Нещо повече, по-късно през мисията екипът на Касини постепенно осъзна, че данните показват различни скорости на въртене на северното и южното полукълбо! Очевидно е, че методът на използване на радиочестотите за измерване на скоростта на въртене на Сатурн не е успешен. Те измерват нещо въртящо се, но това не е общата ротация на планетата.

През цялата мисия, магнитометърът на Касини, както и останалите инструменти измерващи полета и частици, работеха върху много други проблеми и резултатите бяха много успешни, но те не успяха да разрешат проблема със скоростта на ротация.

Едно от трудностите е, че липсва друг, алтернативен начин за измерване на въртенето. Но не съвсем, за щастие Сатурн притежава пръстени и може би, начинът по който те се въртят ще покаже как се върти планетата. Някои вълнови структури в пръстените са чувствителни към гравитационното поле на Сатурн, гравитацията е мощен инструмент посредством който учените са успели да опишат вътрешната структура на планетата и да направят независими изчисления на въртенето и то по начин, напълно независим от измерванията на радиомагнитометъра. Резултатът е 10 часа, 35.3 минути + 2.3 / -1.7 минути (или 10.6 часа), което е значително по-бързо дори от измереното от Вояджер.

Методът се нарича "пръстенова сеизмология", който се основава на измерване поведението на вълните в пръстените, причинени от гравитацията на планетата. Други интересни резултати от този метод са, че Сатурн притежава значително скалисто ядро с радиус около 25% от ширината на планетата или около 15 000 километра. Това ядро тежи около 15-20 пъти масата на Земята и е в съответствие с други независими оценки. Ядрото е доста голямо, то тежи колкото цялата планета Нептун! Друг резултат е, че няма ясна граница между външните и вътрешните слоеве. Може би Сатурн притежава дълбок слой с дебелина няколко хиляди километра, разположен точно над ядрото съставен от почти чист хелий, който вали от газовата атмосфера. Последното не е официално откритие, но все пак е вълнуващ намек, че на Сатурн може да съществуват дълбоки свръхгорещи океани от хелий.

Има още много работа, но хубавото е, че красивите вълни в пръстените на Сатурн могат да разкажат какво се случва в дълбоките недра на планетата!


  • 506
  • 0
  • Jun 12, 2018

Коментар
Подобни публикации