Saturnas banguoja savo žieduose

Lygiai taip pat, kaip žemės drebėjimai priverčia mūsų planetą ūžti ir svyruoti viduje Saturnas Tai privertė dujų milžiną gana vibruoti. Šie judesiai savo ruožtu sukelia Saturno žiedų raibulius.

Naujame žurnale priimtame tyrime natūrali astronomija, du astronomai iš Kalifornijos technologijos instituto išanalizavo šiuos banguotus žiedus, kad atskleistų naują informaciją apie Saturno šerdį. Tyrimui jie naudojo senovinius duomenis, užfiksuotus NASA‘s Cassini, erdvėlaivis, kuris aplink žieduotą milžiną skriejo 13 metų, kol pasinėrė į planetos atmosferą ir suiro 2017 m.

Išvados rodo, kad planetos branduolys nėra tvirtas uolienos kamuolys, kaip siūlė kai kurios ankstesnės teorijos, bet visapusiška ledo, uolienų ir mineralinio skysčio sriuba – arba tai, ką mokslininkai vadina „neryškiu“ branduoliu. Analizė taip pat atskleidžia, kad šerdis yra 60 procentų planetos skersmens, todėl ji yra daug didesnė nei buvo apskaičiuota.

„Mes panaudojome Saturno žiedus kaip milžinišką seismografą, kad išmatuotume svyravimus planetos viduje“,-sako bendraautorius Jim Fuller, „Caltech“ teorinės astrofizikos docentas. „Tai pirmas kartas, kai mums pavyko seismiškai ištirti dujų milžiniškos planetos struktūrą, o rezultatai labai stebina“.

Jennifer Jackson, William E. mineralų fizikos profesorė, teigia tyrime, tačiau naudoja įvairių tipų seisminius stebėjimus, kad suprastų Žemės šerdies sudėtį ir potencialiai aptiktų seisminius įvykius Žemėje. Venera Ateityje.

Kristupas Mankovičius.

Pagrindinis tyrimo autorius yra Christopheris Mankovičius, podoktorantūros mokslinis bendradarbis planetos moksle, dirbantis „Fuller Group“.

Rezultatai yra geriausias įrodymas apie paslaptingą Saturno branduolį ir atitinka naujausius NASA „Juno“ misijos įrodymus, rodančius, kad dujų milžinas Jupiteris Jis taip pat gali turėti panašiai susilpnintą šerdį.

„Rūgstančios šerdys yra tarsi dumblas“, – aiškina Mankovičius. Judant planetos centro link, planetos vandenilis ir helio dujos palaipsniui susimaišo su vis daugiau ledo ir uolienų. Tai šiek tiek panašu į Žemės vandenynų dalis, kur druskingumas didėja, kai jis pasiekia vis gilesnius lygius, sukurdamas stabilų darinį “.

Idėja, kad Saturno vibracijos gali sukelti bangas savo žieduose ir kad žiedai galėtų būti naudojami kaip seismometras Saturno vidui tirti, pirmą kartą pasirodė 1990 -ųjų pradžioje atliktuose Mark Marley (BS ’84) ir Caroline Porco (PhD) tyrimuose. 83), kuris vėliau tapo „Cassini“ vaizdo komandos kapitonu. Pirmą kartą šį reiškinį pastebėjo Mattas Hedmanas ir PD Nicholsonas (PhD ’79) 2013 m., Išanalizavę Cassini surinktus duomenis. Astronomai nustatė, kad Saturno C žiede yra daug spiralinių modelių, kuriuos lemia Saturno gravitacinio lauko svyravimai, ir kad šie modeliai skiriasi nuo kitų žiedų bangų, kurias sukelia gravitacinė sąveika su planetos mėnuliais.

Dabar Mankovičius ir Fulleris išanalizavo bangų modelį žieduose, kad sukurtų naujus mažėjančio Saturno interjero modelius.

„Saturnas visada vibruoja, bet yra subtilus“, – sako Mankovičius. „Planetos paviršius kas vieną ar dvi valandas juda apie metrą kaip lėtai banguotas ežeras. Kaip seismografas, žiedai ima gravitacinius trikdžius, o žiedo dalelės pradeda vibruoti.

Jimas Fulleris.

Mokslininkai teigia, kad pastebėti gravitaciniai raibuliai rodo, kad gilus Saturno vidus, kai jis visiškai rieda, susideda iš stabilių sluoksnių, kurie susidarė po to, kai sunkesnė medžiaga nuskendo planetos viduryje ir nustojo maišytis su lengvesne medžiaga virš jos.

„Kad planetos gravitacinis laukas svyruotų šiais konkrečiais dažniais, vidus turi būti stabilus, ir tai įmanoma tik tuo atveju, jei ledo ir uolienų dalis palaipsniui didėja, kai judate link planetos centro“, – sako Fulleris.

Jų rezultatai taip pat rodo, kad Saturno šerdis yra 55 kartus didesnė už visos Žemės masę, o 17 Žemės masių to ledo ir uolienų, o likusi dalis yra vandenilio ir helio skystis.

Hedmanas, kuris nėra dabartinio tyrimo dalyvis, sako: „Christopheris ir Jimas sugebėjo parodyti, kad tam tikra žiedo ypatybė suteikė svarių įrodymų, kad Saturno branduolys yra labai išsklaidytas. Man malonu pagalvoti apie tai, kas visa kita žiedai, kuriuos sukūrė Saturnas, gali mums papasakoti apie planetą “.

Be to, rezultatai kelia iššūkių dabartiniams milžiniškų dujų susidarymo modeliams, kurie rodo, kad skalūnų šerdys pirmiausia susidaro, o paskui pritraukia didelius dujų apvalkalus. Jei planetų šerdys iš tiesų yra tokios miglotos, kaip rodo tyrimas, planetos gali įtraukti dujas proceso pradžioje.

Nuoroda: „Saturno difuzinė šerdis, kurią atskleidė žiedo seismologija“, autorius Christopheris R. Mankovičius ir Jimas Fulleris, 2021 m. Rugpjūčio 16 d. natūrali astronomija.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01448-3

į natūrali astronomija Tyrimą „Saturno difuzinis branduolys aptiko žiedo seismologija“ finansavo Rose Hills fondas ir Sloano fondas.