Saturna dienas garums mērīts kā nekad agrāk

Saturns Redzējis Cassini kosmosa kuģis

NASA kosmosa kuģis Cassini ieskatās Saturnā. Cassini planētas gravitācijas lauka mērījumi palīdzēja matemātiski noteikt, cik ātri griežas Saturns. (Attēla kredīts: NASA/JPL/Kosmosa zinātnes institūts)



Dienas grafika iestatīšana uz Saturna varētu būt grūtāka, nekā jūs varētu domāt.



Veiktie mērījumi NASA kosmosa kuģis Cassini ir pierādījuši, ka gredzenotajai planētai varētu būt garāka diena, nekā sākotnēji tika aprēķināts, izmantojot zondes Voyager 2 vairāk nekā 20 gadus iepriekš veiktos mērījumus. Cenšoties precīzāk noteikt Saturna rotācijas periodu, zinātnieku grupa izmantoja matemātisku pieeju planētai, paļaujoties uz tās gravitācijas lauka mērījumiem.

'Lai gan 15 minūšu nenoteiktība var šķist maza, salīdzinot ar aptuveni 10,5 stundu garo Saturna rotāciju, patiesībā ir svarīgi precīzi zināt [rotāciju],' vadošais zinātnieks Ravits Helids no Telavivas universitātes Izraēlā sacīja demokratija.eu. pa e-pastu. 'Rotācijas periodam ir būtiska ietekme uz Saturna atmosfēras dinamikas un iekšējās struktūras izpratni.' [ Skatiet Saturna planētas fotoattēlus ]

Rotācijas noslēpums



Kad Ceļošana 2 apmeklēja Saturnu 1981. gadā, zonde mēra planētas rotācijas periodu aptuveni 10 stundas 39 minūtes. Bet, kad Cassini pirmo reizi ieradās uz planētas 2000. gadu sākumā, tas noteica, ka Saturns reizi 10 stundās un 47 minūtēs pagriezās uz savas ass, un šie skaitļi mainījās katru reizi, kad Cassini paskatījās.

Gāzes milzu planētām, piemēram, Saturnam, nav cietu sauszemes masu, kas varētu palīdzēt noteikt, cik ātri planēta griežas, tāpēc zinātniekiem ir jāatkāpjas no citām pieejām. Voyager un Cassini paļāvās uz planētas radiācijas starojuma mērījumiem, taču, tā kā šie mērījumi mainījās ar katru novērojumu, tie izrādījās neuzticami.

Radiācijas starojums nav vienīgā metode gāzes giganta rotācijas izpētei. Planētām, kurās magnētiskais lauks ir noliekts attiecībā pret asi, ap kuru planēta griežas, magnētiskā lauka mērījumi var atklāt, cik ātri planēta griežas. Tomēr Saturna magnētiskais lauks sakrīt ar tā rotācijas asi, kas neļauj zinātniekiem paļauties uz šo mērījumu.



Trešā iespēja ietver mērīšanu, cik ilgs laiks nepieciešams mākonim Saturna atmosfēra ceļot pa planētu. Bet atmosfēras rotācija ne vienmēr sakrīt ar planētas rotāciju, padarot šo metodi izaicinošu.

Hellē un viņas komanda nolēma izmantot matemātiskāku pieeju, lai noteiktu, cik ātri Saturns griežas. Komanda meklēja risinājumus rotācijas periodam, izmantojot koeficientus, lai attēlotu interjeru, un pēc tam meklēja rotācijas periodu, kuru aprēķināja visvairāk risinājumu.

'Mēs negribējām, lai atvasinātais periods būtu saistīts ar konkrētu iekšējo struktūru, tāpēc mēs ņēmām vērā daudzas iespējas to fiziskajā diapazonā,' sacīja Helings. 'Ir daudz risinājumu, taču tika konstatēts, ka tie mēdz dot līdzīgu rotācijas periodu.' [Izpildiet mūsu Saturna viktorīnu]



Teorētiskais novērtējums parādīja gandrīz 10 stundu un 33 minūšu rotāciju. Tas 'ļoti labi saskan ar iepriekšējiem aprēķiniem, kuros tika izmantotas dažādas metodes,' sacīja Helled.

Rezultāti šodien (25. martā) tika publicēti žurnālā tiešsaistē Daba .

Mākslinieks

Mākslinieka atveidojums par NASA Cassini, kas nonāk orbītā ap Saturnu.(Attēla kredīts: NASA/JPL/Caltech)

Teorijas pārbaude

Nesen atgrieztais aprēķins balstījās uz pētījumiem par planētas labi definēto gravitācijas lauku. Kad Cassini ceļoja pa planētu, tas izmērīja Saturna vilkmi uz kosmosa kuģa, nosakot gravitācijas spēka spēku vai vājumu. Lai gan gravitācijas lauks mainās, pamatojoties uz atšķirībām interjerā, komandas matemātiskā pieeja pieļāva daudzas iespējas interjeram, un tas viss reproducē gravitācijas lauka izmērītos datus.

'Mūsu metodes priekšrocība ir tā, ka tā nav saistīta ar konkrētu Saturna interjera modeli, nepaļaujas uz mākoņu izsekošanas vēja īpašībām, kurām ir liela mainība, un ļauj izmantot plašu risinājumu klāstu, ko ierobežo izmērītās fizikālās īpašības. planēta un to neskaidrības, ”sacīja Heleds.

Komanda arī izmantoja planētas izliekuma mērījumus, lai noteiktu to risinājumu. Oblateness attiecas uz to, ka vērpšanas ķermeņi gandrīz nekad nav perfektas sfēras; jo ātrāk tie virpuļo, jo vairāk tie izliekas ap ekvatoru. Saturns ir diezgan biezs ap vidu, vairāk nekā pat Jupiters, kas varētu liecināt par ātru griešanos. Tomēr Heleds norādīja, ka vēji ietekmē arī izliekumu, tāpēc spēcīgs vējš ap ekvatoru var izraisīt lielāku izliekumu.

Iespaidīgi jauni attēli demonstrē Saturnu

Jaunajiem, precīziem Saturna rotācijas perioda aprēķiniem vajadzētu palīdzēt zinātniekiem izpētīt planētas struktūru un interjeru. Tas sniegs ieskatu apstākļos, kas atrodas Saules sistēmu veidojošajā protoplanetārajā diskā, kā arī gāzes gigantu veidošanās procesā. Tas varētu arī palīdzēt uzlabot izpratni par atmosfēras dinamiku.

'Šāds Saturna rotācijas periods nozīmē, ka vēja platuma struktūra ir simetriskāka, un tajā ir gan austrumu, gan rietumu strūklas, kā mēs redzam uz Jupitera,' sacīja Heleds.

Seko mums @Spacedotcom , Facebook un Google+ . Oriģināls raksts par demokratija.eu .