gov-civil-vilareal.ptHvor lang er en dag på Saturn?
>Som jeg for nylig skrev, er Saturn et underligt sted. Den er enorm, men den mindst tætte af alle planeterne. Det har en flåde af måner lige fra det simpelthen mærkelige til det virkeligt bizarre. Og det har selvfølgelig det enorme ringsystem.
I betragtning af at Saturn er synlig for det blotte øje, let observerbar med selv et lille teleskop og undersøgt af hundrede af astronomer i århundreder, herunder med rumfartøjer, der har væk der, skulle du tro, at vi nu ville have en ret god idé om alt det grundlæggende. Dens masse, størrelse og så videre.
For det meste gør vi det. Men pinligt nok har en ejendom været vanvittigt svær at finde: Dens rotationshastighed .
dude, hvor er min bil?
Kort sagt: Hvor lang er en dag på Saturn?
Crash Course Astronomy: Saturn
For noget som Jorden, der ikke er for svært at gøre. Vores planet har en fast overflade, så du kan simpelthen stå på ét sted og se, hvor lang tid det for eksempel tager en stjerne at cirkle en gang på himlen (du kan bruge solen, men Jordens bane komplicerer tingene der ).
Saturn udgør imidlertid et problem: Der er ingen overflade. Den har en tusindvis af kilometer tyk atmosfære, og vi ser kun skytoppene. De kan have funktioner i dem som storme eller pletter, men disse er ikke ligefrem forankret i noget solidt. De bevæger sig i forhold til atmosfæren, hvilket gør dem umulige at bruge til at se, hvor lang tid det tager Saturn at dreje.
En anden måde er at bruge en planets magnetfelt, genereret dybt inde i planeten. Magnetfeltlinjerne virker lidt som et net og fejer partikler op i rummet, mens planeten snurrer. Dette genererer radiobølger, som kan detekteres af rumfartøjer. Hvis magnetfeltet tippes i forhold til planetens rotationsakse, får du en pulserende til disse radiobølger, og pulsenes periode repræsenterer derefter den tid, det tager planeten at snurre. Det er blevet gjort for alle fire af de ydre gigantiske planeter.
Men Saturn kaster også en abe i nøglen der: Dens magnetfelt tippes kun fra dens rotationsakse med 0,01 °! Det er en meget lille mængde, så pulserne er svære at måle. Det er blevet gjort to gange, en gang med Voyager -rumfartøjet i 1970'erne og igen med Cassini for nylig. Men de tal, de fik, var forskellige med 6 minutter! Det er meget, når dagen på Saturn er lidt over 10 timer lang.
Astronomer, der bruger Cassini -data, har dog fundet på en smart måde at finde ud af Saturns dag. De kiggede på ringene .
S A T U R N. Kredit: NASA / JPL-Caltech / SSI / Ian Regan
Godt, lidt . Ideen her er, at Saturn ikke bare er en klat gas, der sidder der og snurrer. Det har lag og indre bevægelser. Lag dybt inde bevæger sig op og ned, eller nord og syd, med jævne mellemrum. Som de gør, ændrer de meget subtilt tyngdekraftfeltet for Saturn, hvilket også får det til at ændre sig med jævne mellemrum.
Normalt ville det være umuligt at opdage ... bortset fra at Saturn har de storslåede ringe, der er lavet af millioner af små stykker frossen vandis. Tæt på Saturn, i dens C -ring , de iskolde partikler kredser med den helt rigtige hastighed for at blive påvirket af svingningerne dybt inde i Saturn (vi kalder dette matchup en resonans). Dette giver partiklerne en lille smule ekstra energi, som at sparke i dine ben, når du er på en svingning. Effekten af dette er, at partiklerne bevæger sig ud af deres sædvanlige kredsløb efter hinanden og skaber et spiralbølgemønster i ringene. På denne måde fungerer ringpartiklerne som følsomme seismometre og måler ændringer inde på planeten herunder!
hvor man kan købe kæledyrs hemmelige liv
Bølger som disse er set, normalt skabt ved resonans med måner. Men der har været nogle set af Cassini i C -ringen, der ikke stemte overens med nogen måner ... men de gøre med de forudsagte svingninger inde i Saturn. Ved hjælp af modeller af Saturn kombineret med disse observationer, forskerne var i stand til at få en ret præcis måling af Saturns rotation .
De fandt ud af, at Saturn drejer en gang hver 10. time, 33 minutter og 38 sekunder (± 1m52s/1m19s) - flere minutter hurtigere end både Voyager -målingerne og Cassini -målingerne baseret på Saturns magnetfelt. Det er ikke klart hvorfor.
Cassini tog dette billede af Saturn (højre), C -ringen (mørkegrå) og lysere B -ring fra en afstand på 627.000 kilometer den 4. september 2005. Kredit: NASA/JPL/Space Science Institute
hvorfor er hr. højre vurderet til r
Alligevel repræsenterer denne måling bulkbevægelsen af Saturns spin, den tid det tager størstedelen af planeten at rotere en gang, noget der ikke var kendt før med så høj nøjagtighed. Dette tal kan nu bruges i andre ligninger til at modellere det indre af den gigantiske planet og finpudse andre detaljer med bedre tillid.
Jeg har ingen problemer med at vise min forbløffelse i dette værk! Disse er meget subtile effekter forårsaget af meget komplicerede bevægelser af gas inde i Saturn, hvor vi ikke kan se dem direkte, men kan modelleres med meget kompleks matematik. Dette er nogle voldsomt høje niveauer.
Og forskerne er ikke færdige endnu! Jeg bemærker titlen på papiret er Cassini Ring Seismology as a Probe of Saturns Interior. I. Stiv rotation. De gjorde nogle forenklede antagelser i deres arbejde, hovedsageligt at Saturn roterer som et enkelt, stift legeme. Det er ikke tilfældet i virkeligheden, og fremtidige papirer fra dette team vil omfatte den mere komplekse karakter af måden, hvorpå Saturn roterer, med forskellige lag, der bevæger sig med forskellige hastigheder. Det kan meget vel fokusere endnu bedre på planetens spin.
Dette er noget, jeg ikke ville have forventet på denne måde, at Cassini ville hjælpe os med ikke blot at forstå detaljerne i Saturn, dens måner og ringe, men også nogle af de mest fundamentale egenskaber ved det.
Det er utroligt, dybden og bredden af oplysninger, Cassini returnerede til os tilbage på Jorden. Endnu bedre er, hvordan kloge mennesker også kan bruge disse oplysninger og lære så meget om denne smukkeste planet i solsystemet. Herunder i slutningen af dagen, hvornår præcis er slutningen på dagen.
