Zvlněné prstence Saturnu naznačují masivní jádro skryté uvnitř

Saturnovy prsteny A není to jen hezká ozdoba – vědci mohou pomocí této funkce pochopit, co se děje hluboko uvnitř planety.

Pomocí tak slavných prstenů jako seismograf vědci studovali procesy ve vnitřku planety a rozhodli, že její jádro musí být „tajemné“. Místo pevné koule jako Země jádro Saturn Vypadá to, že se skládá z „polévky“ kamení, ledu a minerálních tekutin, které visí kolem a ovlivňují gravitaci planety.

Nová studie použila data z NASA Cassiniho mise, který obíhal Saturn a jeho měsíce po dobu 13 let v letech 2004 až 2017. V roce 2013 data z mise poprvé odhalila, že nejvnitřnější prstenec Saturnu, prstenec D, se vlní a víří způsobem, který nelze plně vysvětlit gravitačními efekty měsíců planety. Nová studie se na tyto pohyby v prstencích Saturnu podívala podrobněji, aby získala přehled o procesech v něm.

Vyhledávání je popsáno v papír Pondělí vyšlo v časopise Nature.

„Použili jsme Saturnovy prstence jako obří seismograf k měření oscilací uvnitř planety,“ řekl Jim Fuller, odborný asistent teoretické astrofyziky na Caltech a jeden z autorů výzkumné práce. prohlášení. „Je to poprvé, co jsme mohli seismicky prozkoumat strukturu plynné obří planety, a výsledky jsou velmi překvapivé.“

Nejen, že se zdá, že jádro planety je kal, ale také se zdá, že přesahuje 60 procent průměru planety, takže je mnohem větší, než se dříve odhadovalo.

Analýza ukázala, že jádro Saturnu může být asi 55krát hmotnější než celá planeta země. Studie ukazuje, že 17 hmotností Země z celkové hmotnosti jádra tvoří led a horniny a zbytek tvoří kapalina na bázi vodíku a hélia.

Hlavní autor studie Christopher Mankovitch, postdoktorandský výzkumný pracovník v planetární vědě pracující ve Fullerově skupině, vysvětlil, že pohyby v jádru způsobují neustálé vlnění povrchu Saturnu. Tyto povrchové vlny vytvářejí jemné změny gravitace planety, které následně ovlivňují prstence.

Příběh pokračuje

„Saturn vždy vibruje, ale je jemný,“ uvedl Mankovic v prohlášení. Povrch planety se pohybuje asi metr [3 feet] Každé 1-2 hodiny jako pomalu se vlnící jezero. Jako seismograf zachycují prstence gravitační poruchy a prstencové částice začínají vibrovat. „

Podle vědců povaha těchto prstencových vln naznačuje, že jádro navzdory svému rozpuštění tvoří stabilní vrstvy různé hustoty. Těžší materiály se nacházejí kolem středu planety a nemísí se s lehčími materiály blíže k povrchu.

„Aby gravitační pole planety oscilovalo s těmito konkrétními frekvencemi, musí být vnitřek stabilní a to je možné pouze tehdy, když se část ledu a hornin postupně zvyšuje, jak postupujete směrem ke středu planety,“ řekl Fuller.

Mankovitch porovnával materiál v jádru s kalem a dodal, že vrstvená, ale tekutá povaha jádra je podobná slanosti zemských oceánů, která se zvyšuje s hloubkou.

„Plynný vodík a helium na planetě se postupně mísí s dalším a dalším ledem a horninou, když se pohybujete směrem ke středu planety,“ řekl Mankovitch.

Výsledky mohou zpochybnit tvorbu některých zavedených modelů plynové obryStudie ukazuje, že planety, které nemají pevný povrch, jsou složeny převážně z vodíku a hélia. Tyto modely předpokládají, že se nejprve vytvořila skalní jádra těchto planet a poté přitahovala velké obaly plynu. Pokud však jádra planet nejsou tak jasná, jak naznačuje studie, mohou planety začleňovat plyny na začátku procesu.

Ve skutečnosti nedávná zjištění NASA Juno Mise naznačuje, že jeden z dalších plynových obrů ve sluneční soustavě, Jupiter, může mít také podobně zmatené jádro.

„Kryštofe [Mankovich] a Jim [Fuller] Matt Hedman, planetární vědec na univerzitě v Idahu, který byl součástí týmu, který poprvé zjistil, že pohyby v prstencích Saturnu lze „zcela vysvětlit gravitačním tahem jeho měsíců“.

„Jsem nadšený, když přemýšlím o tom, co by nám o této planetě mohly prozradit všechny ostatní vlastnosti prstenu vytvořeného Saturnem,“ dodal Hedman, který na novém výzkumu nespolupracoval.