Murranguline teadus Saturni ülikiirelt orbiidilt

Kunstniku ettekujutus NASA kosmoselaevast Cassini Saturni orbiidil. Pilt kauduNASA/JPL-Caltech.


NASA omadCassinimissioon tegi oma viimase lähenemise Saturnile ja sattus planeedi atmosfääri veidi rohkem kui aasta tagasi. Sel nädalal (5. oktoobril 2018) on kuus teadlaste meeskondaavaldatudnende töödeelretsenseeritudajakiriGeofüüsikalised uurimiskirjad, mis põhineb Cassini uuringu tulemustelSuur finaal.

Just siis, kui kosmoselaeval kütus otsa sai, juhtis missioonimeeskond Cassini 22 orbiidil tähelepanuväärselt Saturni lähedale, enne kui see sihilikult aurustati 2017. aasta septembris atmosfääri.


Teades, et Cassini päevad on nummerdatud, lendas selle missioonimeeskond kosmoselaevaga sinna, kuhu see pole kunagi kavandatud lendama. Esmakordselt uuris Cassini Saturni magnetiseeritud keskkonda, lendas läbi jäiste kiviste rõngasosakeste ja nuusutas atmosfääri rõngaste ja pilvede vahelise 1200 miili laiuse (2000 km laiuse) lõhe kaudu. Lennutee mitte ainult ei surunud kosmoseaparaati oma piiridesse, vaid uued leiud näitavad, kui võimas ja vilgas see oninstrumendidolid.

Tulemas on veel palju Grand Finale'i teadustulemusi, kuid mõned 5. oktoobri tipphetked ja lingid paberitele on allpool.

Mõned Cassini otsese proovivõtu tulemused: Saturni rõngastest sajab alla keerukas orgaanika; sisemise rõnga osakesed võtavad elektrilaenguid ja liiguvad mööda magnetvälja jooni; äsja ilmutatud elektrivoolusüsteem ja kiirgusvöö; ja Saturni nullilähedase magnetvälja kalde mõõtmine. Pilt kauduNASA/JPL-Caltech.

Tähtsündmused 5. oktoobril 2018, artiklidGeofüüsikalised uurimiskirjad:




- Saturni rõngastest satub atmosfääri ülemisse ossa keerukaid orgaanilisi ühendeid, mis on manustatud vee nanoväljadesse. Teadlased nägid vett ja silikaate, kuid olid üllatunud, kui nägid ka metaani, ammoniaaki, vingugaasi, lämmastikku ja süsinikdioksiidi. Orgaaniliste ainete koostis erineb Kuu Enceladusel leiduvast - ja erineb ka kuu Titan omast, mis tähendab, et Saturni süsteemis on vähemalt kolm erinevat orgaaniliste molekulide reservuaari.

-Cassini nägi esmakordselt lähedalt, kuidas rõngad planeediga suhtlevad, ja täheldas, et rõnga sisemised osakesed ja gaasid langevad otse atmosfääri. Mõned osakesed võtavad elektrilaenguid ja liiguvad spiraalselt mööda magnetvälja jooni, langedes Saturni kõrgematel laiuskraadidel-nähtus, mida tuntakse “rõngasvihmana”. Kuid teadlased olid üllatunud, nähes, et teised lohistatakse kiiresti ekvaatoril Saturni. Ja see kõik langeb rõngast kiiremini kui teadlased arvasid - koguni 22 000 naela (10 000 kilogrammi) materjali sekundis.

- Teadlased olid üllatunud, nähes, kuidas materjal näeb välja rõngaste ja Saturni atmosfääri vahel. Nad teadsid, et rõngaste osakesed varieerusid suurtest väikesteni. Kuid lõhes olnud proovide võtmine näitas enamasti pisikesi nanomeetri suuruseid osakesi, nagu suits, mis viitab sellele, et mõni veel tundmatu protsess on osakeste jahvatamine.

- Saturn ja selle rõngad on veelgi rohkem seotud, kui teadlased arvasid. Cassini paljastas varem tundmatu elektrivoolu süsteemi, mis ühendab rõngad Saturni atmosfääri ülaosaga.


Kunstniku kontseptsioon NASA Cassini kosmoselaevast, mis sukeldub Saturni ja selle sisemiste rõngaste vahele, mis on osa missiooni suurest finaalist. Pilt kauduNASA/JPL-Caltech.

- Teadlased avastasid Saturni ümber uue kiirgusvöö, mis asub planeedi lähedal ja koosneb energilistest osakestest. Nad leidsid, et kuigi rihm ristub sisemise rõngaga, on rõngas nii nõrk, et ei takista rihma teket.

- Erinevalt kõigist teistest päikesesüsteemi magnetväljaga planeetidest on Saturni magnetväli peaaegu täielikult joondatud oma pöörlemisteljega. Uued andmed näitavad magnetvälja kallet alla 0,0095 kraadi. (Maa magnetväli on pöörlemisteljest 11 kraadi kallutatud.) Vastavalt kõigele, mida teadlased teavad planeetide magnetväljade tekitamisest, ei tohiks Saturnil seda olla. See on mõistatus, mille lahendamisega füüsikud tegelevad.

- Cassini lendas Saturni magnetpooluste kohal, proovides otse piirkondi, kus tekivad raadioheited. Leiud kahekordistasid planeedilt pärit raadioallikate otsemõõtmiste arvu, mis on üks väheseid mitte-maapealseid kohti, kus teadlased on saanud uurida raadio genereerimise mehhanismi, mis arvatakse toimivat kogu universumis.


Cassini missiooni jaoks tiirleb Grand Finale'ilt välja jooksev teadus rohkem kui õigustas arvutuslikku lõhesse sukeldumise riski - ülemise atmosfääri koorimine ja siserõngaste serva ääristamine, ütles Cassini projekti teadlaneLinda Spilker. Ta ütles:

Peaaegu kõik selles piirkonnas toimuv osutus üllatuseks. See oli tähtis sinna minek, et uurida kohta, kus me pole kunagi varem olnud. Ja ekspeditsioon tõepoolest tasus end ära - andmed on tohutult põnevad.

Kosmoseaparaadi instrumentide Cassini andmete analüüs jätkub veel aastaid, aidates maalida Saturni selgema pildi. Spilker ütles:

Mõistatusi kokku pannes jääb palju saladusi. Cassini viimaste orbiitide tulemused osutusid huvitavamaks, kui oleksime osanud arvata.

See illustratsioon kujutab ette NASA Cassini kosmoselaeva vaadet ühe viimase sukeldumise ajal Saturni ja selle sisemiste rõngaste vahel, mis on osa missiooni suurest finaalist. pilt kauduNASA/JPL Caltech.

Lugege aastal ilmunud pabereidGeofüüsikalised uurimiskirjad:

Keemiline koostoime Saturni atmosfääri ja selle rõngaste vahel

Tolmuterad langevad Saturni D-rõngast ekvatoriaalse atmosfääri ülemisse ossa

Saturni rõngastest atmosfääri langevate tolmuterade kogumine kohapeal

Energiliste prootonite kiirgusvöö, mis asub Saturni ja selle rõngaste vahel

Saturni magnetväli, mille paljastas Cassini Grand Finale

Saturni kilomeetrise kiirguse (SKR) madalsageduslik allikas

Alumine rida: 5. oktoobril 2018 ajakiriGeofüüsikalised uurimiskirjadavaldas teaduskogumiku Cassini kosmoseaparaadi viimastelt ülilähedastelt Saturni orbiitidelt.

NASA/JPL kaudu