Saturnuksen päivän pituus mitattuna kuin koskaan ennen

Cassini -avaruusaluksen näkemä Saturnus

NASAn Cassini -avaruusalus tutkii Saturnusta. Cassinin mittaukset planeetan painovoimakentästä auttoivat määrittämään matemaattisesti kuinka nopeasti Saturnus pyörii. (Kuva: NASA/JPL/Space Science Institute)

Päivittäisen aikataulun asettaminen Saturnukselle voi olla haastavampaa kuin luulisi.

Mittaukset otettu NASAn Cassini -avaruusalus ovat osoittaneet, että rengastetulla planeetalla voi olla pidempi päivä kuin alun perin laskettiin Voyager 2 -luotaimen yli 20 vuotta aiemmin tekemistä mittauksista. Yrittäessään määrittää Saturnuksen kiertoajan tarkemmin, ryhmä tutkijoita otti matemaattisen lähestymistavan planeettaan luottaen sen painovoimakentän mittauksiin.

'Vaikka 15 minuutin epävarmuus voi vaikuttaa pieneltä verrattuna Saturnuksen noin 10,5 tunnin kiertoon, on todella tärkeää tietää [kierto] tarkasti', johtava tutkija Ravit Helled, Tel Avivin yliopistosta Israelissa, kertoi demokratija.euille. sähköpostitse. 'Kiertokaudella on tärkeä vaikutus Saturnuksen ilmakehän dynamiikan ja sisäisen rakenteen ymmärtämiseen.' [ Katso kuvia Saturnuksen planeetasta ]

Kierto mysteeri

Kun Matkustaminen 2 vieraili Saturnuksessa vuonna 1981, koetin mitasi planeetan kiertoajan noin 10 tunnissa 39 minuutissa. Mutta kun Cassini saapui planeetalle ensimmäisen kerran 2000 -luvun alussa, se päätti, että Saturnus pyöri kerran akselillaan 10 tunnin ja 47 minuutin välein, ja nämä luvut muuttuivat joka kerta, kun Cassini katsoi.

Saturnuksen kaltaisilla kaasuplaneeteilla ei ole kiinteitä maamassoja, jotka voisivat auttaa määrittämään, kuinka nopeasti planeetta pyörii, joten tiedemiesten on turvauduttava muihin lähestymistapoihin. Voyager ja Cassini luottivat planeetan radiosäteilyn mittauksiin, mutta koska nämä mittaukset muuttuivat jokaisen havainnon myötä, ne osoittautuivat epäluotettaviksi.

Radiosäteily ei ole ainoa menetelmä kaasujättilän pyörimisen tutkimiseen. Planeettojen, joissa magneettikenttä on kallistettu suhteessa akseliin, jonka ympäri planeetta pyörii, magneettikentän mittaukset voivat paljastaa kuinka nopeasti planeetta pyörii. Kuitenkin Saturnuksen magneettikenttä on linjassa pyörimisakselinsa kanssa, mikä estää tutkijoita luottamasta kyseiseen mittaukseen.

Kolmas vaihtoehto sisältää mittaamisen, kuinka kauan pilven sisään kuluminen kestää Saturnuksen tunnelma matkustaa ympäri planeettaa. Mutta ilmakehän pyöriminen ei välttämättä vastaa planeetan pyörimistä, mikä tekee tästä menetelmästä haastavan.

Helled ja hänen tiiminsä päättivät sen sijaan käyttää matemaattisempaa lähestymistapaa Saturnuksen pyörimisnopeuden määrittämiseen. Ryhmä etsi ratkaisuja kiertoaikaan käyttämällä kertoimia edustaakseen sisätiloja, ja sitten etsivät kiertojaksoa, jonka useimmat ratkaisut laskivat.

'Emme halunneet johdetun ajan liittyvän tiettyyn sisäiseen rakenteeseen, joten otimme huomioon monia mahdollisuuksia niiden fyysisellä alueella', Helled sanoi. 'Ratkaisuja on monia, mutta havaittiin, että niillä on taipumus antaa samanlainen kiertoaika.' [Osallistu Saturn -tietokilpailuumme]

Teoreettinen arvio palautti lähes 10 tunnin ja 33 minuutin kierroksen. Tämä on 'hyvin sopusoinnussa aiempien arvioiden kanssa, joissa käytettiin erilaisia ​​menetelmiä', Helled sanoi.

Tulokset julkaistiin verkossa tänään (25. maaliskuuta) lehdessä Luonto .

Taiteilija

Taiteilijan esitys NASA: n Cassinista, joka tulee kiertoradalle Saturnuksen ympärille.(Kuva: NASA/JPL/Caltech)

Teoriaa testataan

Äskettäin palautettu laskelma perustui planeetan hyvin määritellyn painovoimakentän tutkimuksiin. Kun Cassini matkusti ympäri planeettaa, se mitasi Saturnuksen hinauksen avaruusaluksella määrittäen painovoiman voiman tai heikkouden. Vaikka painovoimakenttä muuttuu sisätilojen erojen perusteella, tiimin matemaattinen lähestymistapa mahdollisti monia mahdollisuuksia sisätiloihin, jotka kaikki toistavat painovoimakentälle mitatut tiedot.

'Menetelmämme etuna on, että se ei liity Saturnuksen tiettyyn sisämalliin, se ei luota pilviseuranta-tuulen ominaisuuksiin, joilla on suuri vaihtelu, ja mahdollistaa suuren valikoiman ratkaisuja, joita rajoittavat mitatut fyysiset ominaisuudet planeetta ja heidän epävarmuutensa ', Helled sanoi.

Tiimi käytti myös ratkaisuja ratkaisemalla planeetan epätasaisuuden mittauksia. Sileys viittaa siihen, että pyörivät kappaleet eivät ole koskaan täydellisiä palloja; mitä nopeammin ne pyörivät, sitä enemmän ne pullistuvat päiväntasaajan ympäri. Saturnus on melko paksu keskellä, enemmän kuin jopa Jupiter, mikä voi osoittaa nopean pyörimisen. Helled kuitenkin huomautti, että tuulet vaikuttavat myös epätasaisuuteen, joten voimakas tuuli päiväntasaajan ympärillä voi johtaa suurempaan pullistumaan.

Upeat uudet kuvat esittelevät Saturnusta

Uusien, täsmällisten arvioiden perusteella Saturnuksen kiertoajasta pitäisi auttaa tiedemiehiä tutkimaan planeetan rakennetta ja sisätilaa. Tämä antaa tietoa aurinkokunnan muodostaneen protoplanetaarisen levyn olosuhteista sekä kaasujättiläisten muodostumisprosessista. Se voi myös auttaa ymmärtämään paremmin ilmakehän dynamiikkaa.

'Tällainen Saturnuksen kiertoaika tarkoittaa, että leveyssuuntainen tuulirakenne on symmetrisempi ja sisältää sekä itä- että länsisuuttimia, kuten näemme Jupiterissa', Helled sanoi.

Seuraa meitä @Spacedotcom , Facebook ja Google+ . Alkuperäinen artikkeli aiheesta demokratija.eu .