gov-civil-vilareal.ptSaturni ravioolikuude selgitamine
>Saturni kuud on imelikud.
Ma mõtlen, tõesti imelik. Kui Cassini kosmoseaparaat 2004. aastal Saturnil kohale ilmus ja mõnest sisekuust lendu hakkas tegema, olid selle Maale saadetud pildid nii veidrad, et pidin neid hetkeks vaatama, et isegi aru saada, millist kuju ma nägin.
Seda seetõttu, et mõned neist näevad välja nagu ... ravioolid. Jah, tõsiselt.
Saturni kuud Atlas (vasakul) ja Pan (paremal), mõlema ümber on suured lamestatud veljed, mis muudavad need ravioolide sarnaseks. Krediit: NASA/JPL-Caltech/Kosmoseteaduse Instituut
Sellel pildil on väikesed (~ 35 kilomeetri laiused) kuud Atlas ja Pan. Ma mõtlen, ole nüüd . Juba neid vaadates tekib mul nälg.
Mis võib põhjustada nende laiad veljed?
Esimene mõte oli seotud asukohaga . Mõlemad kuud tiirlevad Saturni ümber rõngasüsteemis või selle lähedal. Saturni laia välimist rõngast nimetatakse A -rõngaks ja sellel on tühimik Encke Gap, mis on umbes 325 km lai. Pan pöörleb selle lõhe sees ja Atlas A -rõnga terava välisserva taga. Kui kuude raskusjõud suudaks enda juurde meelitada jäiseid rõngaosakesi, võiksid need koguneda mööda kuude ekvaatorit ja kuude nõrgas gravitatsioonis moodustada need veidrad struktuurid.
Kuid kui see nii oleks, peaksid kuud Saturni gravitatsiooni mõõnade tõttu moodustama ellipsoidkuju (nagu ragbi pall). Nad ei tee seda, nii et midagi muud peab toimuma.
Animatsioon, mis näitab Cassini lähenemist Atlasele. Täpid ei ole tähed, vaid aatomilised osakesed, mis põrkuvad kokku Cassini detektoritega. Krediit: NASA/JPL-Caltech/Kosmoseteaduse Instituut
Planetaarteadlaste meeskond pakkus välja teise idee, mis võiks neid kujundeid seletada : Aeglase kiirusega kokkupõrked.
Selle stsenaariumi korral Kuud kasvavad väikeste osakeste kokkupõrke ja kokkukleepumise tõttu, kuid protsess muutub aja jooksul, kuna tekivad suuremad objektid. Esiteks moodustub välisrõngastesse korraliku suurusega kuu, mis rõngastega suhtlemise tõttu liigub Saturnist välja. Seejärel moodustub esimene, väiksem kuu selles kohas, kus esimene tekkis, ja ka see liigub välja. See protsess jätkub, iga kuu kasvab, kui see liigub rõngastest läbi ja neist eemale, ning te lõpetate kuude seeriaga, mis suureneb, mida kaugemal Saturnist nad on; seda kasvuprotsessi nimetatakse püramiidne režiim .
Aga mis saab pärast? Uues teoses vaadeldakse nende kuude vahelist aeglast kokkupõrget, et näha, millise kuju nad võtavad. Kasutades keerukaid arvutimudeleid selle kohta, kuidas sellised objektid kokkupõrkamisel käituvad, leidsid nad hämmastava asja: kui nad võtsid arvesse objektide massi, tekstuuri (need kipuvad olema poorsed, mitte tahked) ja tõusulaineid, võimeline päris hästi taasesitama Pani ja Atlase kuju.
Kokkupõrked peavad toimuma pea või pea pea ning need peavad toimuma kiirusel, mis ulatub kümnetesse meetritesse sekundis (umbes kaks korda kiiremini kui maanteedel). Kui see juhtub, põrkuvad need kaks kokku, sulavad kokku ja löövad kokku nagu lörtsipallid, moodustades nende ümber katuseharja, kui materjal läheb välja (nagu jäätiseosa võileivast, kui jäätis on liiga soe, ja need toidud) analoogid tapavad mind)
Animatsioonid arvutimudelitest selle kohta, kuidas mõned Saturni kuud moodustasid aeglase kokkupõrke tagajärjel. Krediit: Adrien Leleu, Martin Jutzi ja Martin Rubin Berni ülikoolist.
Pärast katuseharjaga kuukivi tekkimist võivad ümberringi kosmosesse paiskunud põrmust tekkinud praht uuesti koguneda, moodustades laiemad raviooli tüüpi veljed. See võiks Samuti on võimalik, et osa sellest materjalist pärineb ka rõngastest, nagu esimene esitatud idee.
Saturni ravioolid ja spaetzle -kuud Atlas, Pan ja Prometheus (ülemine rida) ja nende kuju mudelid kokkupõrgete põhjal (all). Krediit: NASA/JPL-Caltech/Kosmoseteaduse Instituut/Berni Ülikool
See meetod selgitab isegi Kuu Prometheuse väga veidrat kuju, mis on piklik ja mille otstes on teravad otsad. Kui kokkupõrge ei toimunud täpselt pea ees, vaid mõne kraadi võrra väljapoole, põhjustab tsentriväline löök saadud objekti pikenemise ja Saturni tõusulaine venitab seda edasi, luues keerdunud terava kuju. Nende mudelid sobivad Kuu tegeliku kujuga hirmuäratavalt hästi.
kas ta tuleb kunagi tagasi
Laupkokkupõrked oleksid püramiidprotsessi loomulik tulemus, kuna kuud moodustuvad esialgu rõngaste tasapinnal. väga tihedalt ahenenud. Nii et see osa töötab ka.
Cassini kujutis pähklikujulisest kuust Iapetus (vasakul) ja selle mudel, mis põhineb väiksemate kuude kokkupõrgetel, reprodutseerides kummalist ja tohutut ekvatoriaalharja. Krediit: NASA/JPL-Caltech/Kosmoseteaduse Instituut/Berni Ülikool
Kuigi nad leiavad, et see meetod töötab sisekuude puhul, võib see töötada ka mõne suure välimise kuu puhul. Hiljuti kirjutasin Iapetusest, Saturni väliskuust, mille laius on 1500 km ja millel on tohutu katuseharja, mis kulgeb kogu ekvaatori ümber. Selles artiklis kirjutasin mõnest uurimistööst, mis näitasid, kuidas pärast kokkupõrget Kuu ümber võis materjali rõngas koguneda pinnale, kuhjudes, moodustades pideva mäeaheliku.
Kuid see uus töö viitab harjale, mis tekkis pärast kahe kuu aeglase kokkupõrkega kummagi poole jaapeti massi vahel. See on võimalik, kuid laupkokkupõrge on vähem tõenäoline kui Iapetuse orbiidid (kaugelt üle 3 miljoni kilomeetri kaugusel planeedist) ja märkimisväärse 15-kraadise orbiidi kaldega Saturni ekvaatorini. Võib -olla kujunes Iapetus nende ettekujutusviisiks ja juhtus midagi, mis asetas selle väga kaldu orbiidile. See pole selge.
Selle loo õppetunde on palju. Üks on see, et Saturni sisekuude ja võib -olla ka mõne teise sisekuu kummalisi vorme on võimalik seletada, kuid täpseid üksikasju võib olla raske kindlaks teha. Teine on see, et konkureerivad teooriad on head, kuna mõnikord on nende osad õiged ja neid saab kombineerida.
Kolmas on see, et isegi praegu, aastaid pärast seda, kui Cassini lõpetas oma missiooni ja sukeldus Saturni atmosfääri, ei saa me siiani päriselt aru, mis toimub rõngastatud maailma kummaliste ja kummaliste kuude laevastikuga. Võib kuluda natuke aega, enne kui see kõik kokku saab, ja võib -olla on selleks ajaks meil Saturni juures veel üks missioon, mis võib need ideed eitada või toetada.
Saturn on ilus ja imelik koht. Ma eeldan, et sellele küsimusele tuleb alati vastata.
