gov-civil-vilareal.ptKui pikk on päev Saturni peal?
>Nagu ma hiljuti kirjutasin, on Saturn imelik koht. See on tohutu, kuid kõigist planeetidest kõige vähem tihe. Sellel on kuu laevastik, mis ulatub lihtsalt veidrast kuni tõeliselt veidereni. Ja loomulikult on sellel tohutu rõngaste süsteem.
Arvestades, et Saturn on palja silmaga nähtav, hõlpsasti jälgitav isegi väikese teleskoobi abil ja seda on sajandeid uurinud sadu astronoome, sealhulgas kosmoselaevadega läinud seal võiks arvata, et meil on juba praegu selle põhitõdede kohta päris hea idee. Selle mass, suurus jne.
Enamasti teeme. Kuid piinlikult on ühte kinnisvara hullult raske leida: Selle pöörlemiskiirus .
Lihtsamalt öeldes: kui kaua on päev Saturni peal?
Crash Course Astronoomia: Saturn
Midagi sellist nagu Maa, mida pole liiga raske teha. Meie planeedil on kindel pind, nii et võite lihtsalt ühes kohas seista ja vaadata, kui kaua näiteks kulub tähel üks kord taevas ringi tiirutamiseks (saate kasutada Päikest, kuid Maa orbiit muudab seal asjad keeruliseks ).
Saturn esitab aga probleemi: pinda pole. Selle atmosfäär on tuhandeid kilomeetreid paks ja me näeme ainult pilvepealseid. Neil võib olla selliseid funktsioone nagu tormid või laigud, kuid need pole täpselt millegi kindla külge kinnitatud. Nad liiguvad atmosfääri suhtes, mistõttu on neid võimatu kasutada, et näha, kui kaua kulub Saturni pöörlemiseks.
Teine võimalus on kasutada planeedi magnetvälja, mis on loodud sügaval planeedi sees. Magnetvälja jooned toimivad natuke nagu võrk, pühkides planeedi pöörlemisel kosmosesse osakesi. See tekitab raadiolaineid, mida saab kosmoselaevadega tuvastada. Kui magnetväli on planeedi pöörlemistelje suhtes kallutatud, saate nende raadiolainete pulseerimise ja impulsside periood tähistab aega, mis kulub planeedil pöörlemiseks. Seda on tehtud kõigi nelja välise hiidplaneedi puhul.
Kuid ka Saturn viskab ahvi mutrivõtmes ahvi: selle magnetväli on pöörlemisteljest kallutatud vaid 0,01 °! See on väga väike kogus, nii et impulsse on raske mõõta. Seda on tehtud kaks korda, üks kord 1970ndatel kosmoselaevaga Voyager ja hiljuti Cassiniga. Kuid nende saadud numbrid olid 6 minuti võrra erinevad! Seda on palju, kui Saturni päev on veidi üle 10 tunni pikk.
Cassini andmeid kasutavad astronoomid on aga leidnud nutika viisi Saturni päeva välja selgitamiseks. Nad vaatasid sõrmuseid .
S A T U R N. Krediit: NASA / JPL-Caltech / SSI / Ian Regan
Noh, suht . Idee on selles, et Saturn ei ole lihtsalt seal istuv gaasitükk, mis seal keerleb. Sellel on kihid ja sisemised liikumised. Sügaval olevad kihid liiguvad perioodiliselt üles ja alla või põhja ja lõuna poole. Nagu nad seda teevad, muudavad nad Saturni gravitatsioonivälja väga peenelt, muutes selle ka perioodiliselt muutuvaks.
Tavaliselt oleks seda võimatu tuvastada ... välja arvatud see, et Saturnil on need suurepärased rõngad, mis on valmistatud gaziljonidest pisikestest külmunud veejäätükkidest. Saturni lähedal, omas C rõngas , need jäised osakesed tiirlevad paraja kiirusega, et neid mõjutada võnkumised sügaval Saturni sees (me nimetame seda sobitumist resonantsiks). See annab osakestele natuke lisaenergiat, näiteks lööb jalgadega, kui olete kiigel. Selle mõju seisneb selles, et osakesed liiguvad üksteise järel tavapäraselt orbiidilt välja, tekitades rõngastesse spiraallaine mustri. Sel viisil toimivad rõngaosakesed tundlike seismomeetritena, mõõtes muutusi allpool oleva planeedi sees!
Selliseid laineid on nähtud, tavaliselt kuude tekitatud resonantsi tagajärjel. Kuid Cassini on näinud mõnda C -rõngas, mis ei olnud ühegi kuuga kooskõlas ... aga nemad teha ennustatud võnkumistega Saturni sees. Kasutades Saturni mudeleid koos nende tähelepanekutega, teadlastel õnnestus Saturni pöörlemist üsna täpselt mõõta .
Nad leidsid, et Saturn pöörleb kord 10 tunni, 33 minuti ja 38 sekundi jooksul (± 1m52s/1m19s) - mitu minutit kiirem kui Voyageri mõõtmised ja Saturni magnetväljal põhinevad Cassini mõõtmised. Pole selge, miks.
Cassini tegi selle pildi Saturnist (paremal), C -rõngast (tumehall) ja heledamast B -rõngast 627.000 kilomeetri kauguselt 4. septembril 2005. Krediit: NASA/JPL/Kosmoseteaduse Instituut
Sellegipoolest kujutab see mõõtmine Saturni keerutuse suurt liikumist - aega, mis kulub suurema osa planeedi ühekordseks pöörlemiseks - midagi sellist, mida varem nii suure täpsusega ei tuntud. Seda numbrit saab nüüd kasutada teistes võrrandites hiiglasliku planeedi sisemuse modelleerimiseks, lihvides parema enesekindlusega teisi detaile.
Mul pole kahtlust selles töös oma imestust näidata! Need on väga põhjustatud peent mõju väga gaasi keerulised liikumised Saturni sees, kus me ei näe neid otse, kuid mida saab modelleerida väga keeruline matemaatika. See on ägedalt kõrgetasemeline värk.
terve mõistuse meedia troonide mäng
Ja teadlased pole veel valmis! Märgin paberi pealkirja Cassini Ring Seismology as the Saturni interjööri sond. I. Jäik pöörlemine. Nad tegid oma töös mõningaid lihtsustavaid eeldusi, peamiselt seda, et Saturn pöörleb ühtse jäiga kehana. Tegelikkuses see nii ei ole ja selle meeskonna tulevased paberid hõlmavad Saturni pöörlemise keerukamat olemust, kusjuures erinevad kihid liiguvad erineva kiirusega. See võib väga hästi keskenduda veelgi paremini planeedi pöörlemisele.
Seda poleks ma sel moel oodanud, et Cassini aitaks meil mõista mitte ainult Saturni, selle kuude ja rõngaste üksikasju, vaid ka selle kõige põhilisemaid omadusi.
See on uskumatu, teabe sügavus ja laius Cassini naasis meile tagasi Maale. Veelgi parem on see, kui targad inimesed saavad seda teavet ka kasutada, õppides nii palju selle Päikesesüsteemi kõige ilusama planeedi kohta. Sealhulgas päeva lõpus, millal täpselt päeva lõpp on.
