Кольца Сатурна дали ученым информацию, в которой они нуждались, чтобы наконец определить, как долго длится газовый гигант.
(Изображение: © NASA / JPL-Caltech / Институт космических наук)
Установите свои таймеры на 10 часов, 33 минуты и 38 секунд - ученые наконец-то выяснили, как долго длится день на Сатурне, открывая давнюю тайну о кольчатом газовом гиганте.
Это согласно недавно опубликованному исследованию, в котором используются данные, собранные миссией НАСА "Кассини" до разрушения космического корабля в сентябре 2017 года. Новый расчет сбрасывает на несколько минут предыдущие оценки дня Сатурна, которые ученые десятилетиями делали на основе данных миссии "Кассини". и его предшественник, Вояджер.
«Исследователи использовали волны в кольцах, чтобы заглянуть внутрь Сатурна, и извлекли эту долгожданную фундаментальную характеристику планеты. И это действительно солидный результат», - заявила Линда Спилкер, ученая проекта Cassini, в своем заявлении. «Кольца содержали ответ». [На фотографиях: Миссия Кассини заканчивается эпическим погружением в Сатурн]
Может показаться, что на планете должно быть легко измерить продолжительность дня - просто подождите и наблюдайте за вращением мира. Но точная продолжительность дня Сатурна ставила ученых в тупик десятилетиями. Поскольку планета является газовым гигантом, исследователи не могут наблюдать устойчивые ориентиры через облака, как они могли бы это делать на скалистой планете.
Ученые также обычно могут использовать наклон магнитного поля планеты для измерения продолжительности дня. Но это не сработало для Сатурна, потому что поле почти идеально совпадает с осью вращения планеты, блокируя их вычисления. Один ученый, который изучал магнитное поле планеты, сказал, что неопределенность продолжительности дня «немного смущает», говоря в интервью Space.com об исследованиях, опубликованных в октябре.
Эти проблемы оставили ученых с приблизительными оценками, которые упали между 10 часами, 36 минутами и 10 часами, 48 минутами - не особенно удовлетворяющими.
В опубликованном сегодня исследовании использовался совершенно иной подход - смотреть не на саму планету, а на ее тонкие кольца. Эта идея была предложена в 1982 году, но только после того, как ученые Cassini получили данные, чтобы увидеть, будет ли метод работать.
Идея состоит в том, что, когда Сатурн вращается, его внутренности немного покачиваются, вызывая небольшие изменения в гравитационном поле планеты. Эти небольшие изменения распространяются на куски льда в кольцах, которые украшают газового гиганта, вызывая небольшие волны в кольцах.
«Частицы в кольцах не могут не чувствовать эти колебания в гравитационном поле», - заявил в своем заявлении ведущий автор Кристофер Манькович, аспирант по астрономии в Калифорнийском университете в Санта-Круз. «В определенных местах в кольцах эти колебания улавливают частицы кольца в нужное время на их орбитах, чтобы постепенно накапливать энергию, и эта энергия уносится как наблюдаемая волна».
Итак, Манькович и его коллеги изучили эти наблюдаемые волны и использовали их, чтобы вернуться обратно к самой планете. Вот как исследователи придумали измерение 10 часов, 33 минут и 38 секунд. Он до сих пор не установлен - полосы ошибок в этом расчете растягиваются на одну минуту и на 52 секунды дольше, а на минуту и на 19 секунд короче. Но новый диапазон расчетов превосходит 12-минутное окно.
Исследование описано в статье, опубликованной вчера (17 января) в Astrophysical Journal.
