Новые научные результаты Большого финала Кассини

20-летняя миссия Кассини завершилась серией необычных полетов. Во-первых, он зацепил внешний край колец Сатурна, а затем, в фазе Большого финала, космический корабль нырнул через узкую щель между газовым гигантом и его ледяными кольцами, прежде чем погрузился в верхнюю атмосферу планеты и распался.

В специальном выпуске журнала Science шесть статей содержат новые наблюдения и понимание этого ранее не исследованного региона системы Сатурна.

Зная, что дни Кассини были сочтены, команда миссии отправила аппарат по совершенно новым орбитам. Космический корабль летал там, где он никогда не должен был оказаться.

Впервые Кассини исследовал намагниченную окружающую среду Сатурна, пролетел сквозь ледяные, каменистые частицы кольца и исследовал пространство в 2000-километровом широком промежутке между кольцами и облачными вершинами.

Мало того, что траектория полета подтолкнула космический корабль к своим пределам, новые результаты иллюстрируют, насколько мощными и гибкими были его инструменты. Впереди еще много грандиозных научных результатов, но вот некоторые из них:

• кассини увидел, как кольца Сатурна взаимодействовали с планетой и наблюдал внутреннее кольцо частиц и газов, попадающих непосредственно в атмосферу; некоторые частицы принимают электрические заряды вдоль линий магнитного поля, попадая на планету в более высоких широтах — явление, известное как «дождь в кольцах», но ученые Кассини были удивлены, увидев, что другие быстро притягиваются к Сатурну на экваторе; и все это выпадает из колец быстрее, чем думали исследователи, — до 10 тонн материала в секунду;
• сложные органические соединения, попадают с колец Сатурна в его верхнюю атмосферу; ученые увидели воду и силикаты, но они были удивлены, увидев также метан, аммиак, окись углерода, азот и углекислый газ; состав органических веществ отличается от состава, найденного на Энцеладе, — а также отличается от состава на Титане, то есть в системе Сатурна имеется по крайней мере три отдельных резервуара органических молекул;

• ученые были удивлены, увидев, как выглядит материал в промежутке между кольцами Сатурна и атмосферой газового гиганта; они знали, что размер частиц во всех кольцах колеблется от больших до малых; но выборка в промежутке показала в основном крошечные наночастицы, как дым, предполагая, что какой-то еще неизвестный процесс измельчает частицы;
• Сатурн и его кольца еще более взаимосвязаны, чем думали исследователи; Кассини обнаружил ранее неизвестную систему электрического тока, которая соединяет кольца в верхней части атмосферы Сатурна;
• ученые Кассини обнаружили новый радиационный пояс вокруг Сатурна, близкий к планете и состоящий из энергетических частиц; они обнаружили, что, хотя пояс фактически пересекается с самым внутренним кольцом, кольцо настолько слабое, что оно не блокирует пояс от формирования;
• в отличие от любой другой планеты с магнитным полем в нашей Солнечной системе, магнитное поле Сатурна почти полностью выровнено со своей осью вращения; новые данные от Cassini показывают наклон магнитного поля менее 0,0095 градуса; согласно тому, что ученые знают о том, как генерируются планетарные магнитные поля, Сатурн не должен иметь этого поля — загадка, которую исследователи планеты будут решать;

• Кассини пролетел над магнитными полюсами Сатурна, непосредственно исследуя регионы, где генерируются радиоизлучения; результаты более чем удвоили количество прямых измерений радиоисточников с планеты, одного из немногих внеземных мест, где ученые смогли изучить механизм радиогенерации, который, как полагают, работает по всей Вселенной.

«Для миссии Кассини данные, полученные во время Большого Финала, более чем оправдывает расчетный риск погружения в планету — обход верхней атмосферы и обход края внутренних колец», — сказала ученый проекта Кассини доктор Линда Спилкер из Лаборатории реактивного движения НАСА. «Почти все, что происходило в этом регионе, оказалось неожиданностью».