Популярная наука

Ученые пересмотрели длительность дня на Сатурне

Астрономы использовали кольца, чтобы заглянуть внутрь Сатурна, и найти фундаментальное качество планеты

Космический аппарат НАСА «Кассини» наблюдал за кольцевой системой Сатурна в беспрецедентных деталях, и группа исследователей планет из Калифорнийского университета в Санта-Крус и исследовательского центра Эймса НАСА в настоящее время использует эти наблюдения для пересмотра периода вращения газового гиганта. Согласно их расчетам, продолжительность дня на Сатурне составляет 10 часов 33 минуты и 38 секунд — на 53 секунды больше, чем оценка, сделанная три года назад.

«Мы использовали кольца, чтобы заглянуть внутрь Сатурна, и нашли это исконное, фундаментальное качество планеты. И это действительно солидный результат. Кольца содержали ответ.» — говорят ученые.

Исследователь Калифорнийского университета в Санта-Крузе Кристофер Манкович и его коллеги изучали волновые структуры, создаваемые в кольцах Сатурна внутренними вибрациями планеты. По сути, кольца действуют как чрезвычайно чувствительный сейсмограф, реагируя на вибрации внутри самой планеты.

Подобно вибрациям Земли от землетрясения, Сатурн реагирует на возмущения, вибрируя на частотах, определяемых его внутренней структурой. Тепловая конвекция внутри является наиболее вероятным источником вибраций.

Эти внутренние колебания вызывают колебания плотности в любом конкретном месте на планете, что заставляет гравитационное поле за пределами планеты колебаться на тех же частотах. «Частицы в кольцах не могут не чувствовать эти колебания в гравитационном поле», — сказал Манкович.

«В определенных местах в кольцах эти колебания ловят кольцевые частицы в нужное время на их орбитах, чтобы постепенно накапливать энергию, и эта энергия уносится в виде наблюдаемой волны. Большинство волн, наблюдаемых в кольцах Сатурна, связаны с гравитационным эффектом лун, вращающихся вне колец. Но некоторые особенности в кольцах происходят из-за колебаний самой планеты, и мы можем использовать их для понимания внутренних колебаний планеты и внутренней структуры» — говорят исследователи.

Команда ученых разработала набор моделей внутренней структуры Сатурна, использовала их для прогнозирования спектра частот внутренних колебаний Сатурна и сравнила эти прогнозы с волнами, наблюдаемыми Кассини в С-кольце Сатурна.

Одним из основных результатов является новый расчет скорости вращения Сатурна, которую на удивление трудно измерить. «Как газовая гигантская планета, Сатурн не имеет твердой поверхности с ориентирами, которые можно было бы отследить при вращении», — объяснили ученые.


Christopher Mankovich et al. 2019. Cassini Ring Seismology as a Probe of Saturn’s Interior. I. Rigid Rotation. ApJ 871, 1; doi: 10.3847/1538-4357/aaf798

Показать больше
Подписаться
Уведомление о
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Back to top button