No JPL paziņojuma presei:
Jauna analīze, kas balstīta uz NASA kosmosa kuģa Cassini datiem, atrod cēloņsakarību starp noslēpumainajiem, periodiskajiem signāliem no Saturna magnētiskā lauka un karstas jonizētas gāzes, kas pazīstama kā plazma, sprādzieniem ap planētu.
Zinātnieki ir noskaidrojuši, ka milzīgi plazmas mākoņi periodiski zied ap Saturnu un pārvietojas ap planētu kā nesabalansēta veļas slodze griešanās ciklā. Šīs karstās plazmas kustība rada atkārtotu parakstu “sīksts” Saturna rotējošās magnētiskās vides mērījumos un palīdz parādīt, kāpēc zinātniekiem ir bijis tik grūts laiks, mērot vienas dienas garumu Saturnā.
"Šis ir izrāviens, kas var norādīt uz noslēpumaini mainīgo periodiskumu izcelsmi, kas aizēno Saturna patieso rotācijas periodu," sacīja Pontuss Brends, vadošais autors uz papīra un Cassini komandas zinātnieks Džons Hopkinsa universitātes lietišķajā fizikā. Laboratorija Laurel, Md. "Tagad liels jautājums ir, kāpēc šie sprādzieni notiek periodiski."
Dati parāda, kā plazmas injekcijas, elektriskās strāvas un Saturna magnētiskais lauks - parādības, kas nav redzamas cilvēka acij - ir sarežģītas horeogrāfijas partneri. Periodiski plazmas sprādzieni veido spiediena salas, kas rotē ap Saturnu. Spiediena salas “piepūš” magnētisko lauku.
Cassini vietnē var apskatīt jaunu animāciju, kas parāda saistīto uzvedību.
Vizualizācija parāda, kā neredzama karstā plazma Saturna magnetosfērā - magnētiskais burbulis ap planētu -, eksplodējot un izkropļojot magnētiskā lauka līnijas, reaģējot uz spiedienu. Saturna magnetosfēra nav ideāls burbulis, jo to atpakaļ pūš saules vēja spēks, kas satur lādētas daļiņas, kas straumē no saules.
Saules vēja spēks stiepj Saturna puses magnētisko lauku, kas vērsts prom no saules, tā sauktajā magnetotaulā. Šķiet, ka magnētiskās saites sabrukums sāk procesu, kas izraisa karstu plazmas pārrāvumu, kas savukārt piepūš magnētisko lauku iekšējā magnetosfērā.
Zinātnieki joprojām pēta to, kas izraisa Saturna magnētiskās saites sabrukumu, taču ir nopietnas pazīmes, ka aukstā, blīvā plazma, kas sākotnēji nākusi no Saturna mēness Enceladus, rotē ar Saturnu. Centrbēdzes spēki stiepj magnētisko lauku, līdz daļa astes noklīst atpakaļ.
Aizmugurējā daļa silda plazmu ap Saturnu un sakarsētā plazma ieslodzās magnētiskajā laukā. Tas griežas ap planētu salās ar ātrumu aptuveni 100 kilometri sekundē (200 000 jūdzes stundā). Tieši tāpat kā augsta un zema spiediena sistēmas uz Zemes rada vēju, lielais kosmosa spiediens rada elektriskās strāvas. Strāvas rada magnētiskā lauka kropļojumus.
Radio signāls, kas pazīstams kā Saturna kilometriskais starojums, kuru zinātnieki izmantojuši, lai aprēķinātu Saturnas dienas garumu, ir cieši saistīts ar Saturna magnētiskā lauka izturēšanos. Tā kā Saturnam nav virsmas vai fiksēta punkta, lai pagrieztu tā griešanās ātrumu, zinātnieki secināja rotācijas ātrumu, sākot no šāda veida radioizstarojuma maksimumu noteikšanas, kas, domājams, palielinās ar katru planētas rotāciju. Šī metode ir darbojusies Jupiteram, taču Saturna signāli ir mainījušies. NASA Voyager kosmosa kuģa veiktie mērījumi no 1980. gadu sākuma, dati, kas 2000. gadā iegūti no ESA / NASA Ulysses misijas, un Cassini dati no aptuveni 2003. gada līdz mūsdienām atšķiras nedaudz, bet nozīmīgi. Tā rezultātā zinātnieki nav pārliecināti, cik ilga ir Saturna diena.
"Svarīgi šajā jaunajā darbā ir tas, ka zinātnieki sāk aprakstīt globālās, cēloņsakarības starp dažiem sarežģītiem, neredzamiem spēkiem, kas veido Saturna vidi," sacīja Marcia Burtona, Kasīni lauku un daļiņu izmeklēšanas zinātniece NASA Jet reaktīvās piedziņas laboratorijā. , Pasadena, Kalifornija. “Jaunie rezultāti joprojām nedod mums Saturna dienas garumu, taču tie mums dod svarīgus norādījumus, lai sāktu to izdomāt. Saturna dienas garums jeb Saturna rotācijas ātrums ir svarīgs, lai noteiktu Saturna pamatīpašības, piemēram, tā interjera struktūru un vēja ātrumu. ”
Plazma ir neredzama cilvēka acij. Bet jonu un neitrāla kamera uz Cassini magnetosfēras attēlveidošanas ierīces nodrošina trīsdimensiju skatu, atklājot enerģētiskos neitrālos atomus, kas izstaroti no plazmas mākoņiem ap Saturnu. Neitrālie enerģētiskie atomi veidojas, kad plazmas mākonī auksta neitrāla gāze saduras ar elektriski lādētām daļiņām. Iegūtās daļiņas ir neitrāli uzlādētas, tāpēc tās spēj izbēgt no magnētiskajiem laukiem un tuvināties kosmosā. Šo daļiņu izstarošana bieži notiek magnētiskajos laukos, kas apņem planētas.
Apvienojot attēlus, kas iegūti ik pēc pusstundas, zinātnieki izgatavoja filmas no plazmas, kad tā dreifēja ap planētu. Zinātnieki izmantoja šos attēlus, lai rekonstruētu plazmas mākoņu radīto 3D spiedienu, un papildināja šos rezultātus ar plazmas spiedieniem, kas iegūti no Cassini plazmas spektrometra. Kad zinātnieki ir sapratuši spiedienu un tā attīstību, viņi varēja aprēķināt saistītās magnētiskā lauka perturbācijas Cassini lidojuma trajektorijā. Aprēķinātā lauka perturbācija lieliski sakrita ar novērotā magnētiskā lauka “īkšķiem”, apstiprinot lauka svārstību avotu.
"Mēs visi zinām, ka mainīgi rotācijas periodi ir novēroti pie pulsara, miljoniem gaismas gadu attālumā no mūsu Saules sistēmas, un tagad mēs atklājam, ka līdzīga parādība tiek novērota tepat Saturnā," sacīja Toms Krimigis, magnetaferiskās attēlveidošanas ierīces galvenais pētnieks. , kas atrodas arī Lietišķās fizikas laboratorijā un Atēnu akadēmijā, Grieķijā. “Izmantojot instrumentus tieši tur, kur tas notiek, mēs varam pateikt, ka plazmas plūsmas un sarežģītas strāvas sistēmas var maskēt centrālo ķermeņa reālo rotācijas periodu. Tieši šādi novērojumi mūsu Saules sistēmā palīdz mums saprast, kas redzams tālos astrofiziskos objektos. ”
Avots: JPL
