Благодаря Кассини миссия, многое было изучено о системе спутников Сатурна (ака. Благодаря присутствию в системе орбитального аппарата, астрономы и энтузиасты освоения космоса получили доступ к бесконечному потоку изображений и данных, что, в свою очередь, позволило нам узнать много интересного о внешности этих лун, особенностях поверхности, составе и истории формирования.
Это, безусловно, верно для яркой луны Сатурна Дионы. Помимо того, что она является 15-й по величине луной в Солнечной системе и более массивна, чем все известные луны, меньшие, чем она сама вместе, она имеет много общего с другими спутниками Крониана - такими как Тетис, Япет и Рея. Это в основном состоит из льда, имеет синхронное вращение с Сатурном и необычную окраску между его передним и задним полушариями.
Обнаружение и Наименование:
Впервые Диона была замечена итальянским астрономом Джованни Доменико Кассини в 1684 году с помощью большого воздушного телескопа, установленного им на территории Парижской обсерватории. Наряду с лунами Япета, Реи и Тетиса, которые он открыл в 1671, 1672 и 1684 годах, он назвал эти луны Сидера Лодойская («Звезды Луи», по имени его покровителя, короля Франции Людовика XIV).
Эти имена, однако, не завоевали популярность за пределами Франции. К концу 17-го века астрономы вместо этого привыкли называть известные тогда спутники Сатурна как Титан а также Сатурн я через Вв порядке их наблюдаемого расстояния от планеты. Будучи вторым самым отдаленным (после Тетиса), Диона стала известна как Сатурн II на протяжении более века.
Современные имена были предложены в 1847 году Джоном Гершелем (сыном знаменитого астронома Уильяма Гершеля), который предложил назвать все луны Сатурна в честь Титанов - сыновей и дочерей Кроноса в греческой мифологии (эквивалент римского Сатурна). ,
В своей публикации 1847 годаРезультаты астрономических наблюдений на мысе Доброй Надеждыон предложил имя Диона, древняя оракула Титанесса, которая была женой Зевса и матерью Афродиты. Диона фигурирует в Гомере Илиадаи геологические особенности - такие как кратеры и скалы - берут свои имена от людей и мест в Вергилия Энеида.
Размер, Масса и Орбита:
Со средним радиусом 561,4 ± 0,4 км и массой около 1,0954 × 1021 кг, Диона по размеру эквивалентна 0,088 Земли и в 0,000328 раз больше по массе. Он вращается вокруг Сатурна на среднем расстоянии (большая полуось) 377 396 км, с небольшим эксцентриситетом 0,0022 - в диапазоне от 376 566 км при периапсисе и 378 226 км при апоапсисе.
Большая полуось Дионы примерно на 2% меньше, чем у Луны. Однако, отражая большую массу Сатурна, орбитальный период Дионы составляет одну десятую периода Луны (2.736915 дней по сравнению с 28). В настоящее время Диона находится в орбитальном резонансе среднего движения 1: 2 с Луной Энцелад Сатурна, выполняя одну орбиту Сатурна на каждые две орбиты, завершенные Энцеладом.
Этот резонанс поддерживает орбитальный эксцентриситет Энцелада (0,0047) и обеспечивает приливное изгибание, которое поддерживает обширную геологическую деятельность Энцелада (которая, в свою очередь, питает его криовулканические струи). У Дионы есть две ко-орбитальные (ака. Троянские) луны: Элен и Полидевки. Они расположены в лагранжевых точках Дионы, на 60 градусов впереди и позади, соответственно.
Состав и особенности поверхности:
Обладая средней плотностью 1,487 ± 0,003 г / см³, Dione состоит в основном из воды, а небольшой остаток, вероятно, состоит из ядра силикатной породы. Хотя Диона несколько меньше и плотнее, чем Рея, в остальном он очень схож с точки зрения разнообразия рельефа, особенностей альбедо и различий между его передним и задним полушариями.
В целом, ученые распознают пять классов геологических особенностей на Дионе - Хасматы (бездны), Дорса (хребты), ямки (длинные, узкие впадины), кратеры и катены (цепочки кратеров). Кратеры являются наиболее распространенной особенностью, как и во многих лунах Крониана, и их можно выделить с точки зрения местности с сильно окрашенными кратами, равнин с умеренными кратерами и равнин с небольшими кратерами.
В сильно обсаженной кратерами местности имеется множество кратеров диаметром более 100 км (62 мили), в то время как на равнинных участках, как правило, кратеры имеют диаметр менее 30 км (19), причем некоторые районы имеют большую интенсивность образования ячеек, чем другие).
Большая часть сильно кратерированной местности расположена на задней полушарии, а на равнинной площади в ведущем полушарии присутствуют области с меньшими кратерами. Это противоположно тому, что ожидали многие ученые, и предполагает, что в период тяжелой бомбардировки Диона была приливно привязана к Сатурну в противоположной ориентации.
Поскольку Диона относительно мала, теоретизируется, что удара, достаточно большого, чтобы вызвать кратер в 35 км, было бы достаточно для вращения спутника в противоположном направлении. Поскольку существует множество кратеров размером более 35 км (22 мили), Диона могла неоднократно вращаться в течение своей ранней истории. С тех пор характер кратеров и яркое альбедо в ведущем полушарии позволяют предположить, что Диона остается в своей нынешней ориентации в течение нескольких миллиардов лет.
Диона также известна своими разноцветными ведущими и замыкающими полушариями, которые похожи на Тетис и Рею. В то время как его ведущее полушарие ярко, его заднее полушарие темнее и краснее на вид. Это связано с тем, что ведущее полушарие собирает материал с электронного кольца Сатурна, который питается криовулканическими выбросами Энцелада.
Между тем, заднее полушарие взаимодействует с излучением магнитосферы Сатурна, в результате чего органические элементы, содержащиеся в его поверхностном льду, становятся темными и краснее на вид.
Другой характерной особенностью является «тонкая местность» Дионы, которая покрывает его заднее полушарие и состоит полностью из материала с высоким альбедо, который также достаточно тонкий, чтобы не затемнять поверхностные элементы под ним. Происхождение этих особенностей неизвестно, но более ранняя гипотеза предполагала, что Диона была геологически активной вскоре после ее формирования, процесс, который с тех пор прекратился.
В течение этого времени геологической деятельности эндогенная шлифовка могла вытолкнуть материал изнутри на поверхность с полосами, образовавшимися в результате извержений вдоль трещин, которые упали на поверхность в виде снега или пепла. Позже, после того, как внутренняя активность и восстановление поверхности прекратились, кратеры продолжались в основном в ведущем полушарии и уничтожили там полосы.
Эта гипотеза оказалась неверной Кассини пробный полет 13 декабря 2004 года, на котором были получены изображения крупным планом. Это показало, что «пучки» на самом деле были вовсе не ледяными отложениями, а довольно яркими ледяными скалами, созданными тектоническими трещинами (chasmata). Во время этого полета, Кассини также были сняты косые изображения скал, которые показали, что некоторые из них имеют высоту несколько сотен метров.
Атмосфера:
У Дионы также очень тонкая атмосфера ионов кислорода (O + ²), которая была впервые обнаружена космическим зондом Кассини в 2010 году. Эта атмосфера настолько тонка, что ученые предпочитают называть ее экзосферой, а не слабой атмосферой. Плотность молекулярных ионов кислорода определяется из Кассини данные спектрометра плазмы колеблются от 0,01 до 0,09 на см3 .
К сожалению, преобладание молекул воды на заднем плане (из электронного кольца Сатурна) затрудняло обнаружение водяного льда на поверхности, поэтому источник кислорода остается неизвестным. Тем не менее, фотолиз является возможной причиной (аналогично тому, что происходит в Европе), когда заряженные частицы из радиационного пояса Сатурна взаимодействуют с водяным льдом на поверхности, образуя водород и кислород, водород теряется в космосе, а кислород остается.
Исследование:
Диона была впервые изображена Вояджер 1 а также 2 космические зонды, проходившие мимо Сатурна по пути во Внешнюю Солнечную систему в 1980 и 1981 годах, соответственно. С тех пор единственным зондом для проведения облетов или съемок крупным планом Дионы была Кассини орбитальный аппарат, который провел пять облетов луны в период с 2005 по 2015 год.
Первый ближний облет произошел 11 октября 2005 года на расстоянии 500 км (затем, на расстоянии 310 миль), затем последовал еще один 7 апреля 2010 года (снова на расстоянии 500 км). Третий облет был выполнен 12 декабря 2011 года и был ближайшим, на расстоянии 99 км (62 мили). Четвертый и пятый облет произошел 16 июня и 17 августа 2015 года на расстоянии 516 км (321 мили) и 474 км (295 мили) соответственно.
В дополнение к получению изображений окрашенной в ящики Кассини и разноцветной поверхности, миссия Кассини также отвечала за обнаружение непостоянной атмосферы Луны (экзосферы). За гранью этого, Кассини также предоставил ученым новые доказательства того, что Диона может быть более геологически активной, чем предполагалось ранее.
Основываясь на моделях, созданных учеными НАСА, теперь считается, что ядро Дионы испытывает приливный нагрев, который увеличивается с приближением к Сатурну. Из-за этого ученые также полагают, что у Дионы также может быть жидкий водный океан на его границе ядро-мантия, таким образом объединяя луны, такие как Энцелад, Европа и другие, в качестве потенциальной среды, в которой может существовать внеземная жизнь.
Это, а также геологическая история Dione и характер его поверхности (что может стать причиной его атмосферы) делают Dione подходящей мишенью для будущих исследований. Хотя никаких миссий по изучению Луны в настоящее время не планируется, любая миссия в систему Сатурна в ближайшие годы, вероятно, будет включать в себя облет или два!
У нас есть много замечательных статей о спутниках Дионы и Сатурна здесь, в журнале Space. Вот один из первых облетов Кассини, его ближайшего облета, его возможной геологической активности, его каньонов и его извилистой местности.
Журнал Space также имеет интервью с доктором Кевином Грейзером, участником миссии Кассини-Гюйгенс.
