Sterrekunde

Waarom is Saturnus die enigste groot planeet sonder trojans?

Waarom is Saturnus die enigste groot planeet sonder trojans?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Elke planeet, afgesien van Mercurius en Saturnus, het trojane in sy L4- en / of L5-punte.

Kwik is maklik genoeg om te verklaar: dit is klein, het 'n eksentrieke baan wat voorlê, en enige trojans wat hy het, sal swaar versteur word deur die swaartekrag van die son.

Saturnus het egter geen van die komplikasies nie. Die antwoord op hierdie vraag is dat Jupiter se swaartekrag enige trojane op die L4- en L5-punte van Saturnus steur.

Maar as Mars, wat baie minder massief is as Saturnus en nader aan Jupiter kom, veelvuldige trojans kan hê, is daar geen rede waarom Saturnus dit nie moet doen nie.


Hulle word deur stabiele bane deur Jupiter getrek.

Die besonderhede is in https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2012jsrs.conf… 225B / abstrak

Volledige teks https://syrte.obspm.fr/jsr/journees2011/pdf/baudisch.pdf

Die planeet Jupiter is alleen verantwoordelik vir die gat van onstabiliteit vir kort tydintegrasies ($ T <10 ^ {7} $) in vergelyking met die ouderdom van die planetêre stelsel. Op langtermynskaal destabiliseer hierdie planeet ook die hele streek rondom die Saturniese librasiepunte. As ons in die toekomstige Trojane van Saturnus vind, kan hierdie Trojane slegs asteroïdes gevang word, in 'n wentelbaan in die 1: 1 MMR.


Die antwoord is ingewikkeld, maar hou waarskynlik verband met die eienskappe van (naby) resonansies in die sonnestelsel, wat wentelbane op 'n lang afstand kan stabiliseer of destabiliseer.

Soos in die antwoord van James K opgemerk, is versteurings van Jupiter die hoofrede vir die afwesigheid van Saturniese Trojane. Terwyl die presiese proses ingewikkeld is, blyk dit 'n groot faktor van Laplace se 'Groot ongelykheid' te wees: die nabye 5: 2-resonansie tussen Jupiter en Saturnus. Soos opgemerk in de la Barre et al. (1996) (wat die term "Bruin" gebruik om Saturniese Trojane te beskryf), is hierdie verhouding 'n belangrike faktor in die dinamika:

Ons het verskillende Bruin-bane numeries geïntegreer met behulp van verskillende sonnestelselmodelle om 'n Hamiltoniese versteuringsteorie vir Bruin-wentelbane met lae hellings te ontwikkel. Alhoewel dit eers in die beginfase van ontwikkeling was, identifiseer die teorie reeds drie skeidings van Bruin-beweging, deels as gevolg van die Groot Ongelykheid (GI) tussen Jupiter en Saturnus. Hierdie GI-afsonderlike bydraes lewer 'n belangrike bydrae tot die onstabiele streek naby Saturnus se L4- en L5-punte.

Daarteenoor kan die Mars-trojaanse punte wentelbane ondersteun met 'n leeftyd wat vergelykbaar is met die ouderdom van die sonnestelsel. Mars en Jupiter is nie in 'n groot ongelykheid nie, wat kan verklaar waarom die invloed van Jupiter nie so vernietigend is nie.


Verken die planeet Saturnus en sy elegante ringe

Kom ons leer meer oor hierdie bedrieglike kalm en elegante planeet, Saturnus.

'Die Saturnstelsel is 'n ryk planeetstelsel. Dit bied geheimsinnigheid, wetenskaplike insig en uiteraard 'n prag wat nie te vergelyk is nie, en die ondersoek na hierdie stelsel het 'n enorme kosmiese reikwydte ... net om die ringe alleen te bestudeer, kan ons baie leer oor die skywe van sterre en gas wat ons die spiraalvormige sterrestelsels noem '

-Carolyn Porco

'N Opname is deur ranger gedoen om die planete in die sonnestelsel te rangskik. Dit was duidelik hoe baie mense van Saturnus gehou het soos Saturnus die ranglys beklee het posisie twee na die Aarde (natuurlik sal ons nie ophou om ons tuisplaneet lief te hê nie?).

Saturnus is beslis die mees skitterende planeet in die sonnestelsel. Sy helder geelbruin oppervlak en die omvangrykste ringstelsel dra by tot die kenmerkende aard daarvan.


  • 2010 TK 7: 'n Asteroïde met 'n deursnee van 300 meter, wat ontdek is met behulp van die WISE-satelliet (Wide-field Infrared Survey Explorer), is die enigste bevestigde Aarde-trojan vanaf 2017. [1] [2] [3]

    Geen bekende voorwerpe word tans beskou as L nie5 trojans van die aarde. In 1994 is 'n soektog uitgevoer wat 0,35 ° 2 lug onder swak waarnemingstoestande [4] beslaan het wat geen voorwerpe kon opspoor nie. 'Die beperkte sensitiwiteit van hierdie soektog was omvang

22.8, wat ooreenstem met C-tipe asteroïdes

350m in deursnee of S-tipe asteroïdes

  • 2020 XL 5: In 2021 is ontdek dat asteroïde 2020 XL5 lyk asof dit rondom L vibreer4, maak dit 'n ander Aarde Trojan as dit bevestig word. Daaropvolgende ontleding bevestig die stabiliteit van die model vir minstens duisende jare in die toekoms, gebaseer op bestaande baanparameters. [5] [6] Dit sal 2020 XL maak5 stabieler as 2010 TK7 , wat moontlik onstabiel is vir tydskale van minder as 2000 jaar. [7]

2010 TK 7 is ontdek op 25 Januarie 2010 met behulp van die Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) satelliet.

In Februarie 2017 het die OSIRIS-REx-ruimtetuig 'n soektog van binne die L uitgevoer4 streek op pad na die asteroïde Bennu. [8] Geen addisionele Aarde-trojane is ontdek nie. [9]

In April 2017 het die Hayabusa2 ruimtetuie het die L5-streek deursoek terwyl hy verder was na die asteroïde Ryugu, [10], maar geen asteroïdes daar gevind nie. [11]

Die wentelbane van enige Aarde-trojane kan hulle minder duur te bereik as die Maan, alhoewel hulle honderde kere ver verwyderd sal wees. Sulke asteroïdes kan eendag nuttig wees as bronne van elemente wat skaars naby die aardoppervlak is. Op die aarde is siderofiele soos iridium moeilik om te vind, en het kort na die vorming daarvan grootliks in die kern van die planeet gesink. 'N Klein asteroïde kan 'n ryk bron van sulke elemente wees, selfs al is die algehele samestelling daarvan soortgelyk aan die aarde as gevolg van hul klein grootte, sal sulke liggame vinniger hitte verloor as 'n planeet sodra hulle gevorm het en sou dit nie gesmelt het nie voorvereiste vir differensiasie (selfs al sou hulle onderskei, sou die kern steeds binne bereik wees). Hul swak gravitasievelde sou ook 'n aansienlike skeiding van digter en ligter materiaal, 'n massa van die grootte van 2010 TK, belemmer het7 sou 'n oppervlakte-gravitasiekrag van minder as 0,00005 keer dié van die Aarde uitoefen (hoewel die asteroïed se rotasie skeiding kan veroorsaak).

'N Hipotetiese planeetgrootte Aarde-trojan so groot soos Mars, met die naam Theia, word deur voorstanders van die reuse-impak-hipotese as die oorsprong van die Maan beskou. Volgens die hipotese het die maan gevorm nadat die Aarde en Theia gebots het, en [12] materiaal van die twee planete in die ruimte gestort. Hierdie materiaal het uiteindelik rondom die aarde en in 'n enkele liggaam, die Maan, omgeslaan.

Terselfdertyd het materiaal van Theia gemeng en gekombineer met die aarde se mantel en kern. Ondersteuners van die reuse-impak hipotese teorie dat die Aarde se groot kern in verhouding tot sy totale volume die gevolg is van hierdie kombinasie.

Sterrekunde hou steeds belang in die onderwerp. 'N Publikasie [13] beskryf die volgende redes:

Die voortbestaan ​​tot vandag toe van 'n antieke [Aarde Trojaanse] bevolking is redelik verseker, mits die aarde se baan self sedert die vorming nie sterk versteur is nie. Dit is dus van belang om te oorweeg dat moderne teoretiese modelle van planeetvorming sterk chaotiese wentelbaanontwikkeling vind gedurende die finale stadiums van samestelling van die aardse planete en die Aarde-Maanstelsel. Sulke chaotiese evolusie kan op die eerste gesig ongunstig lyk vir die voortbestaan ​​van 'n oerbevolking van [Aarde-Trojane]. Tydens en ná die chaotiese samestelling van die aardse planete is dit waarskynlik dat daar 'n oorblywende planeet-minimale bevolking, van 'n paar persent van die aarde se massa, aanwesig was en gehelp het om die wentel-eksentrisiteite en hellings van die aardse planete tot hul waargenome lae waardes te demp. , sowel as om die sogenaamde "laat fineer" van aanwas planetesimale te voorsien om rekening te hou met die oorvloedpatrone van die hoogs siderofiele elemente in die Aarde se mantel. So 'n oorblywende planeet-minimale bevolking sal natuurlik ook lei tot 'n klein fraksie wat vasgevang is in die Aarde se Trojaanse sones, terwyl die aarde se wentelbaan sirkel. Benewens die moontlike huisvesting van 'n ou, langtermyn stabiele bevolking van asteroïdes, bied die Aarde se Trojaanse streke ook kortstondige strikke vir NEO's wat afkomstig is van meer distale reservoirs van klein liggame in die sonnestelsel, soos die hoofsteroïedgordel.

Verskeie ander klein voorwerpe is gevind op 'n baan wat verband hou met die aarde. Alhoewel hierdie voorwerpe in 'n 1: 1 orbitale resonansie is, is dit nie Aarde-trojane nie, omdat dit nie rondom 'n definitiewe Laguna-punt van die Son – Aarde, of L4 of L5.

Aarde het 'n ander bekende metgesel, asteroïde 3753 Cruithne. Ongeveer 5 km dwars, het dit 'n eienaardige soort baanresonansie wat 'n oorvleuelende hoefijster genoem word, en is dit waarskynlik slegs 'n tydelike skakel. [14]

469219 Kamoʻoalewa, 'n asteroïde wat op 27 April 2016 ontdek is, is moontlik die stabielste kwasi-satelliet van die Aarde. [15]


Wetenskaplikes modelleer die binnekant van Saturnus en verduidelik die unieke magnetiese veld van die planeet

New Johns Hopkins Universiteit simulasies bied 'n interessante kykie in die binneland van Saturnus, wat daarop dui dat 'n dik laag heliumreën die magneetveld van die planeet beïnvloed.

Die modelle, wat hierdie week in AGU voorskotte, dui ook aan dat Saturnus se binnekant hoër temperature by die ekwatoriale streek kan hê, met laer temperature op die hoë breedtegrade bo-aan die heliumreënlaag.

Dit is berug moeilik om die binnestrukture van groot gasplanete te bestudeer, en die bevindings bevorder die poging om Saturnus se verborge streke in kaart te bring.

"Deur te bestudeer hoe Saturnus gevorm het en hoe dit met verloop van tyd ontwikkel het, kan ons baie leer oor die vorming van ander planete soortgelyk aan Saturnus in ons eie sonnestelsel, maar ook daarbuite," sê medeskrywer Sabine Stanley, 'n Johns Hopkins. planetêre fisikus.

Saturnus val uit tussen die planete in ons sonnestelsel omdat die magneetveld byna perfek simmetries rondom die rotasie-as blyk te wees. Gedetailleerde metings van die magneetveld wat van die laaste wentelbane van die NASA se Cassini-missie verkry is, bied die geleentheid om die diep binneland van die planeet, waar die magnetiese veld gegenereer word, beter te verstaan, het hoofskrywer Chi Yan, 'n PhD-kandidaat van Johns Hopkins, gesê.

Deur die data wat deur die Cassini-missie versamel is, in kragtige rekenaarsimulasies te voer wat soortgelyk is aan die gebruik van weer en klimaat, het Yan en Stanley ondersoek ingestel na die bestanddele wat nodig is om die dynamo te produseer - die elektromagnetiese omskakelingsmeganisme - wat Saturnus se magnetiese veld kan verreken.

"Een ding wat ons ontdek het, was hoe sensitief die model was vir baie spesifieke dinge soos temperatuur," het Stanley gesê. Hy is ook 'n Bloomberg Distinguished Professor aan die Johns Hopkins in die Departement Aard & amp; Planetêre Wetenskappe en die Ruimte-eksplorasiesektor van die Toegepaste Fisika-laboratorium. . "En dit beteken dat ons 'n baie interessante sonde het van Saturnus se diep binneland tot so ver as 20.000 kilometer verder. Dit is 'n soort röntgenvisie."

Opvallend is dat die simulasies van Yan en Stanley daarop dui dat 'n effense mate van nie-asimmetrie in die omgewing van Saturnus se noord- en suidpool kon bestaan.

"Alhoewel die waarnemings wat ons van Saturnus sien, perfek simmetries lyk, kan ons in ons rekenaarsimulasies die veld volledig ondervra," het Stanley gesê.

Direkte waarneming aan die pole sou nodig wees om dit te bevestig, maar die bevinding kan implikasies hê vir die begrip van 'n ander probleem wat wetenskaplikes al dekades lank benadeel: hoe om die tempo waarmee Saturnus draai te meet, of, met ander woorde, die lengte van 'n dag op die planeet.

Hierdie projek is uitgevoer met behulp van berekeningsbronne by die Maryland Advanced Research Computing Center (MARCC).


Algemene vrae oor Saturnus

Is Saturnus 'n mislukte ster?

'N Algemene vraag oor Saturnus en Jupiter is of dit mislukte sterre is, of 'n mislukte Son. Dit is omdat hulle grotendeels bestaan ​​uit dieselfde eienskappe as sterre, waterstof en helium. Die probleem met albei hierdie planete is dat hulle nie genoeg massa het om die temperatuur te skep wat nodig is om te skyn soos 'n ster nie. Sommige mense verwys na Saturnus as 'n mislukte ster, maar dit is nie naastenby naby die massa om as 'n ster beskou te word nie, om eerlik te wees.

Verloor Saturnus sy ringe?

Sterrekundiges dink dat Saturnus in die volgende 100 miljoen jaar sommige, indien nie alles nie, se ringe verloor het. Dit is omdat die ringe uiteindelik deur die swaartekrag in Saturnus ingetrek word, wat veroorsaak dat hulle verdwyn.

Wie het Saturnus ontdek?

Saturnus is al duisende jare bekend by mense, en dateer uit die Babiloniërs en Antieke Griekeland en ons kan geskrifte oor Saturnus in verskillende kulture vind, insluitend die antieke Chinese kultuur. As ons egter praat dat Saturnus behoorlik deur 'n teleskoop gesien word, kyk ons ​​gewoonlik na Galileo Galilei in die 1600's as die eerste persoon wat regtig sien Saturnus.

Reën Saturnus diamante?

Met 'n weerlig op Saturnus is dit meer as 10.000 keer die krag van die weerlig op aarde, hierdie weerlig omskep metaangas in groot roetwolke. Die druk op hierdie roet is soveel dat die roet letterlik in diamante verander. Hierdie diamante sal egter nie vir ewig hou nie, en uiteindelik sal dit vloeibaar word.

Het Saturnus water?

In ons soeke na die sonnestelsel vir water is Saturnus een waaroor baie mense vra, alhoewel dit meer as 'n miljard kilometer van die aarde af is. Saturnus het eintlik spoorhoeveelhede water onder sy waterstof- en heliumliggaam, asook yswater daaroor en sy ringe.


Saturnus se groot maan Titan dryf 100 keer vinniger weg as wat iemand geweet het

Titan wentel om Saturnus, soos gesien deur die Cassini-ruimtetuig op 12 Mei 2012. Beeld via NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute.

Navorsers het geweet Saturnus se maan, Titan, beweeg weg van sy planeet, net soos die aarde se maan geleidelik verder van die aarde af wentel. Maar terwyl die uitwaartse drywing van Titan steeds baie stadig is, is dit bekend dat hierdie groot maan nou 100 keer vinniger van Saturnus af wegbeweeg as wat voorheen gedink is. Dit is volgens 'n aankondiging in Junie 2020 deur wetenskaplikes in die VSA, Frankryk en Italië.

Die portuurbeoordeelde bevindings is op 8 Junie in die tydskrif gepubliseer Natuursterrekunde.

Die tempo van die beweging van Titan weg van Saturnus is as goed verstaan, maar soos in die wetenskap gereeld gebeur, het 'n nuwe ontdekking die idee verhoog. Die ontdekking is gedoen deur middel van 'n nuwe ontleding van data van die Cassini-ruimtetuig, wat Saturnus van 2004 tot 2017 wentel. Die data toon dat Titan ongeveer 11 sentimeter per jaar na buite beweeg.

Dit klink miskien nie baie nie, maar dit is aansienlik vinniger as die tempo waarteen ons maan van die aarde af wegdryf. Ons maan dryf elke jaar net 3,8 sentimeter na buite.

Titan se oppervlak soos gesien in infrarooi via Cassini op 13 November 2015. Titan word heeltemal omring deur dik waas, maar Cassini se radar het die waas binnegedring om oppervlakdetails te openbaar. Beeld via NASA / JPL / Universiteit van Arizona / Universiteit van Idaho.

Die navorsers het tot hierdie gevolgtrekking gekom nadat hulle beelde van sterre wat Cassini teruggestuur het, bestudeer het. Hulle het die agtergrondsterre gekarteer en die posisie van Titan onder hulle gevolg. Daardie beelde is dan vergelyk met 'n heeltemal aparte datastel, Cassini & # 8217 s radio science data. Cassini stuur radiogolwe terug na die aarde tydens 10 nabye vliegvliegtuie wat die ruimtetuig van Titan tussen 2006 en 2016 gedoen het. Deur te ondersoek hoe die frekwensie van die radioseine beïnvloed is deur interaksies met sy omgewing in die ruimte, kon die navorsers skat hoe Titan se baan wentel. ontwikkel en verander die afgelope paar jaar. Studie mede-outeur Paolo Tortora, van die Universiteit van Bologna, het in 'n verklaring verduidelik:

Deur twee heeltemal verskillende datastelle te gebruik, het ons resultate verkry wat heeltemal ooreenstem, en ook met Jim Fuller se teorie, wat 'n veel vinniger migrasie van Titan voorspel het.

Waarom beweeg mane in elk geval van hul planete af?

Titan is een van die buitenste mane van Saturnus en wentel ver buite die hoofringe en verby Rhea. Beeld via NASA / JPL / Wikipedia.

Terwyl 'n maan om 'n planeet wentel, trek sy swaartekrag 'n bietjie op die planeet & # 8211 'n proses wat getywrywing genoem word, en dit veroorsaak spanning en 'n baie ligte bult op die planeet. Op aarde kom hierdie uitputting veral op in ons oseane en word 'n getybult genoem en veroorsaak die kringloop van hoë en lae getye, maar ook planete sonder oseane kan bult. Hierdie sikliese proses van bult en dan die daaropvolgende ontspanning skep oor baie lang tyd baie energie. Getywrywing voorkom egter ook dat die getybult op Aarde direk onder die maan bly, in plaas daarvan dat dit saam met die rotasie van die Aarde gedra word. Die energie, geskep deur onderlinge aantrekking tussen die maan en die materiaal in die uitputting, versnel die maan effens in sy baan. Dit laat die maan mettertyd 'n bietjie verder van die aarde af wegdryf.

Die nuwe resultaat het ook gevolge vir die ouderdom van die hele Saturn-stelsel. Dit is nog onseker net hoe oud Saturnus se ringe is, sowel as die planeet se mane. Op die oomblik is Titan 759,000 myl (1,2 miljoen kilometer) van Saturnus af as die nuwe meting van die maan se dryfsnelheid korrek is, dit beteken dat Titan eens nader aan Saturnus moes gewees het as wat voorheen verstaan ​​is, en dat Titan na sy huidige posisie ver buite die planeet. Met ander woorde, Titan moes van binnemaan wees na buitemaan.

Die nuwe resultaat impliseer verder dat die hele Saturn-stelsel van mane vinniger uitgebrei het as gedink. Valery Lainey, hoofskrywer van die nuwe studie, voorheen wetenskaplike aan die Jet Propulsion Laboratory (JPL) en nou aan die Parys-sterrewag aan die PSL-universiteit, het gesê:

Hierdie resultaat bring 'n belangrike nuwe stuk van die legkaart vir die hoogs debatteerde vraag na die era van die Saturnstelsel en hoe die mane daarvan gevorm het.

Kunstenaar en konsep van Cassini naby Titan. Beeld via Kevin Gill / Flickr / Smithsonian Magazine.

Boonop bied die bevindings 'n teorie oor hoe planete die wentelbane van hul mane beïnvloed. Vorige teorieë het gesê dat mane verder van 'n planeet af stadiger migreer as mane nader. Die veronderstelling was dat die planeet se swaartekrag 'n groter invloed sou hê op mane wat nader was, wat logies klink. Maar hierdie siening het vier jaar gelede in geskil gekom, danksy die teoretiese astrofisikus Jim Fuller by Caltech. Hy het voorspel dat buite-mane en binnemane eintlik teen dieselfde tempo sou moes migreer, omdat buitenmane 'n ander wentelpatroon het wat gekoppel is aan die & # 8220wobble & # 8221 van 'n planeet. Daardie slinger kan binnemane na buite gooi. Fuller het gesê:

Die nuwe metings impliseer dat hierdie soort interaksies tussen planeet en maan meer prominent kan wees as vorige verwagtinge en dat dit op baie stelsels van toepassing kan wees, soos ander planetêre maanstelsels, eksoplanete en buite die sonnestelsel en selfs binêr. sterstelsels, waar sterre om mekaar wentel.

Valery Lainey aan JPL en die Paris Observatory, hoofskrywer van die nuwe studie. Beeld via ResearchGate.

Cassini het Saturnus vir meer as 13 jaar wentel, groot hoeveelhede data versamel en duisende foto's geneem. Die missie het in September 2017 geëindig nadat die ruimtetuig uiteindelik nie meer brandstof gekry het nie. Volgens ontwerp het Cassini in die diep, onstuimige wolke van Saturnus gedaal om op te brand om nie een van die mane, veral Enceladus of Titan, te besoedel met verdwaalde mikrobes van die aarde af wat moontlik nog aan boord was nie. Cassini het 'n omwenteling in ons kennis oor die Saturn-stelsel gemaak, en soos hierdie studie toon, is daar nog baie om te leer.

Kortom: nuwe studie toon dat Titan 100 keer vinniger van Saturnus af wegbeweeg as wat eers gedink is.


Saturnusmane verduidelik hoe die planeet kantel en waarom dit toeneem

Navorsers van die Instituut vir hemelmeganika en berekening van Efemaris van die Parys-sterrewag het bevind dat die ongewone kanteling van Saturnus se as gevolg van die periodieke swaartekrag van sy mane gedurende die afgelope miljard jaar.

Almal wat basiese geografie geneem het, weet dat die aarde op sy as gekantel is, maar ook die ander planete en ander liggame in die sonnestelsel. Die mate van hierdie kantelings wissel so dramaties dat dit op die eerste oogopslag lukraak lyk. Die kanteling van 'n planeet 'is net'.

Dit blyk egter nie die geval te wees nie. Saturnus het 'n kanteling in verhouding tot sy baan van 26,73 °, maar dit is nie die gevolg van toeval nie. Volgens 'n paar wetenskaplikes van CNRS en die Universiteit van Sorbonne wat by die Parys-sterrewag werk, is dit te wyte aan 'n ingewikkelde ballet van gravitasiekragte.

Die meganisme is iets wat orbitale resonansie genoem word. Terwyl liggame om die son en mekaar draai, ruk hulle mekaar gereeld. Dit is 'n baie klein sleepboot, maar met verloop van tyd kan dit 'n baie groot kumulatiewe effek hê. Dieselfde beginsel is op die werk as u 'n kind in 'n swaai druk. Die stoot kan baie klein wees, maar 'n draai en 'n wentelbaan het 'n natuurlike frekwensie waarteen dit natuurlik vibreer, dus elke klein stoot voeg 'n groot boog by.

Animasie wat die migrasie van Saturnus se kantelverandering en die migrasie van sy mane aandui

Hierdie konsep van orbitale resonansie verklaar baie oor hoe omliggende bane wissel. In die geval van Saturnus het die navorsingspan bevind dat die kanteling van die planeet nie die gevolg was van 'n interaksie met die gasreus Neptunus, soos voorheen gedink, vier miljard jaar gelede nie, maar deur die trek van Saturnus se mane, veral sy grootste satelliet, Titan. .

Waarnemings het bepaal dat die Titan en die ander Saturniese mane migreer. Met verloop van tyd beweeg hulle van die planeet af weg, net soos die Maan geleidelik van die Aarde af wegbeweeg. Die tempo van die Saturniese mane se migrasie is egter vinniger as wat voorheen gedink is, wat 'n groter kanteling van die planeet tot gevolg het.

Volgens die navorsing het Saturnus sy eerste drie miljard jaar van bestaan ​​net 'n effense kanteling gehad. Toe, ongeveer 'n miljard jaar gelede, het die mane se trek die wentelweerklank opgestel wat vinnig, in kosmiese terme, die kanteling laat toeneem, wat steeds aan die gang is. Daar word beraam dat die kanteling oor die volgende miljarde jare meer duidelik sal wees.


Burkhard Militzer is 'n medeprofessor in Aard- en Planetêre Wetenskap en Sterrekunde aan die Universiteit van Kalifornië, Berkeley in Berkeley, Kalifornië.

JOHANN DANKOSKY: Dit is Science Friday. Ek & # 8217m John Dankosky. Ira Flatow is weg.

Later in die uur praat ons oor belangebotsings en navorsers wat dit nie aan joernale bekend maak nie. As u 'n mediese beroep is, wil ons graag van u hoor. Hoe benader u botsings van belange? Bel ons. Ons nommer & # 8217s 844-724-8255. Dit & # 8217s 844-SCI-TALK. Of u kan ons altyd @scifri tweet.

Maar eers, in ons sonnestelsel, is daar een planeet wat onmiddellik herkenbaar is, Saturnus, met sy ikoniese ringe. Saturnus sou net nie Saturnus wees sonder daardie kosmiese stralekrans nie, maar daardie ringe was nie altyd daar nie. Die planeet het dit tot betreklik onlangs nie aan die gang gesit nie. Na raming het hulle 10 tot 100 miljoen jaar gelede gevorm, miljarde jare nadat die planeet gevorm het. Navorsers kon die ringe met behulp van data van die laaste duik van die Cassini-missie 'n ouderdom gee. Hul resultate is in die tydskrif Science gepubliseer.

My volgende gas is hier om ons in te vul. Burkhard Militzer is 'n skrywer van die studie. Hy & # 8217; s 'n professor in Aarde en Planetêre Wetenskap en in Sterrekunde aan die Universiteit van Kalifornië in Berkeley. Welkom by Science Friday. Dankie dat jy hier was.

BURKHARD MILITZER: Hallo. Dit is wonderlik om op die program te wees.

JOHN DANKOSKY: Saturnus het vier groepe ringe om hom. Laat ons daar begin. Waarvan is hierdie ringe gemaak?

BURKHARD MILITZER: Ons kan hulle dus volgens die kleur beoordeel. Ons het nooit 'n voorbeeld daarvan geneem nie, so ons moet uit afstandwaarnemings vertel waaruit hulle gemaak is. En uit die kleur kan ons sien wat die verhouding tussen ys en die rotsagtige komponent is. Hulle is meestal ys, so ons dink ook dat hulle as suiwer ysige voorwerpe begin het.

JOHN DANKOSKY: Begin as meestal ys, en het hulle mettertyd meer klipperig geword?

BURKHARD MILITZER: Dit is presies reg. Ons kan dus skat hoeveel meteoriete hierdie ringe mettertyd tref, en hulle word geleidelik elke miljoene jaar effens donkerder. Daar is dus 'n toestroming van meteoriete. Op dieselfde manier as wat meteoriete die Aarde tref, en ons weet hoeveel jaarliks ​​die Aarde tref, weet ons ook hoeveel Saturn elke jaar tref, maar niks so gereeld nie.

JOHN DANKOSKY: Wat is 'n paar idees oor hoe hierdie ringe gevorm is? Wat is die teorieë wat daar is?

BURKHARD MILITZER: Om eerlik te wees, die mees fundamentele vraag was eintlik & # 8211 oorspronklik, ons het gedink, en ek het gedink, dat die ringe so oud soos die planeet is. En dit is nou wat ons nou weerlê. Ons dink nou die ringe is baie onlangs gevorm en dit is nog 'n soort meganisme.

Die twee idees oor wat kon gebeur, het dus iets drastiess betrek. Die ringe is miljarde ysige deeltjies, dus jy moet 'n drastiese meganisme hê om dit daar te kry. En wat regtig gebeur het, is dat 'n groter voorwerp in stukke geblaas is.

En die twee scenario's & # 8211 ons is nie seker watter een is reg nie & # 8211, maar die een is dat daar 'n groot komeet uit die Kuiper-gordel was wat op een of ander manier versamel is, en dit het in die swaartekragveld van Saturnus gekom. En dit het nader en nader gekom, en dit is deur Saturnus ontwrig. En dan het jy nog soveel ringdeeltjies oor. Dus as dit van die Kuiper-gordel af kom, is dit een van die dryfkragte, maar die een of ander groter voorwerp is ontwrig deur die swaartekrag van Saturnus.

JOHANN DANKOSKY: Die meeste planete het dus nie ringe nie. Wat is spesiaal aan Saturnus wat die planeet toegelaat het om hierdie ringe rondom hom te vorm en in stand te hou gedurende hierdie jare?

BURKHARD MILITZER: As u baie, baie mooi kyk, sal u flou ringe rondom al die reuse-planete vind. Dus het Jupiter een, en Uranus en Neptunus het ook baie flou ringe, maar Saturnus het een wat so prominent is. Dit maak dit so spesiaal.

Daar is dus baie massa, baie deeltjies. En die manier om dit in stand te hou is nie so moeilik nie, want die ringdeeltjies volg dieselfde bane soos 'n maan, en hulle is dus relatief stabiel met verloop van tyd. Maar die vraag is, hoe kry jy soveel deeltjies op 'n uitstekende plek, want as jy effens buite die baan is met die ander ringdeeltjies, sal jy die een of ander tyd die ander ringdeeltjies moet tref as jy rondgaan Saturnus, en dan word jy uit die baan geskop.

U moet dus baie deeltjies hê wat perfek in lyn is. En ons dink ons ​​het baie, baie meer deeltjies, en diegene wat nie in die lyn is nie, word net uit die wentelbane rondom Saturnus geskop. Dit is net dat baie van hulle 'n lyn sal vind, en hulle is vandag nog daar.

JOHN DANKOSKY: Wel, wat is egter nog spesiaal aan Saturnus? Ek verstaan ​​dat dit baie vinnig draai vir so 'n groot planeet, dus die erns rondom Saturnus moet interessant wees. Het dit iets met die ringe te doen?

BURKHARD MILITZER: Wel, dit & # 8217s & # 8211 presies. Wat die Cassini-ruimtetuig in sy laaste 25 wentelbane gedoen het, voordat dit in die atmosfeer van Saturnus opgebrand het, het dit die swaartekragveld gemeet. En ek was in die span wat hierdie metings verwag het, en wat ek 'n teoretikus is, en wat ons doen, is voordat ons eksperimentele kollegas die waarnemings maak, gee ons 'n paar getalle wat hulle moet vind.

Dus het ons baie berekeninge gedoen in die jaar voordat hierdie metings gedoen is, en ons het aan ons Italiaanse kollega gesê dat ons die swaartekragveld gekarteer het en dat die getal tussen minus 9 en minus 8,5 moes wees, en ons was seker dat dit sou tussen hierdie getalle wees. En toe meet hulle minus 14.

Op daardie stadium was ons heeltemal verbaas omdat Saturnus se swaartekragveld heeltemal verskil van al die modelle wat ons voorheen gebou het, en die rede was dat Saturnus baie diep winde het. Ons het hulle dus buite die modelle gelaat. Nou, ons weet dat die winde wat u sien van die wolke wat ons voorheen gesien het, nie net dun dun wolke is soos ons op ons planeet sien nie.

Hulle was super diep en hulle gaan ongeveer 9 000 kilometer, of moontlik meer, die planeet binne. Maar die winde beweeg effens vinniger as die res van Saturnus, en dit verander die swaartekragveld. Hulle is so massief, en dit is wat die ruimtetuig opgetel het. Dit was die een merkwaardige meting, en die ander huis was dat dit die massa van die ringe gemeet het. En dit was ewe belangrik.

JOHN DANKOSKY: Ja. En vertel ons meer daaroor, oor die massa van die ringe.

BURKHARD MILITZER: Dit was dus die eerste keer dat die massa van die ringe uit swaartekrag bepaal is. En jy moes tussen die ringe ingaan sodat die ringe jou uittrek terwyl die massiewe planeet jou anderpad trek. Dan kan jy die sein van die ringe regtig mooi opspoor.

En hulle is nie so swaar nie. Dit gaan oor & # 8211 Ek weet nie & # 8211 een vierduisendste van die massa van ons maan nie. Maar nou het ons hierdie nommer baie akkuraat, en ons kan regtig sê dat die ringe nie massief is nie.

En uit die massa-meting, en die kleur van die ringe wat ons die rots-tot-ys-verhouding vertel, en die inligting oor hoeveel rotsagtige komponente elke jaar by die ringe gevoeg word, kan ons die tyd ekstrapoleer, en ons kan sê wanneer die ringe gevorm het. En dit is nie 4,5 miljard jaar gelede nie. Dit is amper gister. Dit is soos 100 miljoen jaar gelede, dus moes daar relatief onlangs iets regtig drasties rondom Saturnus plaasgevind het wat die ringe vervaardig het.

JOHN DANKOSKY: Kan dit u egter voorstel dat hierdie ringe effens kortstondig is, dat dit so vinnig as wat dit nie lank gelede gevorm is nie, relatief gou weer kan verdwyn?

BURKHARD MILITZER: Wel, ek dink nie more nie. Ek dink dit is goed. As u na Saturnus wil kyk, kan u môre gaan, maar volgende week sal dit nog daar wees, en as u aftree, is u veilig.

Maar hulle verneder. Dus, die ringdeeltjies & # 8211, dink jy, is die ringe heeltemal stabiel, maar namate ons beter en beter ruimtetuigdata kry, sien ons hoe dinamies dit is. En die beste analogie is eintlik die aarde se oseaan. As jy van ver af kyk, is dit net 'n gladde oppervlak, maar as jy eintlik daarop is, sien jy die golwe en soms die groter golwe.

En net so gebeur dit in die Saturniese ringstelsel. Jy verloor deeltjies omdat dit binnedring en hulle deur Saturnus opgeslurp word. En soms is daar 'n maan in die ringe ingebed, en dan, as dit verbygaan, laat dit 'n groot waak in die nabygeleë ringdeeltjies.

Daar is dus 'n mate van verlies. So verby, dink ons ​​nou, 100 miljoen jaar, miskien gaan hulle oor 100 miljoen jaar baie, baie flou wees of amper verdwyn. Ons dink hulle was massiewer toe hulle begin het, en hulle verloor mettertyd massa.

JOHN DANKOSKY: I have to ask you quickly– because this is based on this amazing trip of Cassini, that crashes into Saturn and gives you all this information on the way down– if you could just describe the path that Cassini took as it was gathering this data for you, flying between the rings and Saturn.

BURKHARD MILITZER: So the Cassini spacecraft has been in orbit around Saturn [INAUDIBLE] for 13 years. And they flew by the moons. And they made very intricate orbit calculations for everything, but they saved the best for last. And if you look at these orbits– the rings, they look big– but if you’re the Cassini spacecraft, you orbit was far outside the ring system, so they had to brake a little bit to do the dive on the inside.

And that is– it can all be done and calculated, and you can do it with high precision, but you’re never quite sure that you wouldn’t run into one of those errant ring particles that just happened to drift in your trajectory. Nothing happened, but there was– the risk was not zero. So they calculated it and they went inside the rings, which meant they had to come really close to the surface, go through the gap of the innermost ring and the surface of the planet, and then go back out.

And the orbits are very elliptical. They have the size of 15 times the diameter of Saturn. So they only come for a short moment in this small gap– relatively small– and then they go back out. They’re very elliptical and come back and [INAUDIBLE]

They measured the gravity field, which made these two observations possible, the deep winds and the mass of the rings. And then they came closer, and they got a little bit of a snippet from the atmosphere. They looked at what molecules there are– there was hydrogen and helium– and what their ratio is, and so on.

JOHN DANKOSKY: So what does all this ring data tell us about a picture of how Saturn was formed and how, honestly, the entire solar system was formed? What can you learn from this?

BURKHARD MILITZER: So we get the– first of all, the fact that the rings are so young, it tells us our solar system, even today, is not perfectly stable as we think it is. There’s still collisions. So 100 million years ago, something happened there. We know there was a big impact 65 million years ago on our planet, so in the million year timescale, there’s still sizable impacts or drastic events. That’s the first thing.

So the other thing, which is a little indirect, that’s why we actually fly these missions. We want to understand how the solar system formed. And how many rocks and how much ice was there available, and how were they distributed?

And the rocks and the ice, these particles collided, and they made the four rocky planets in the inner part of the solar system. And there was more ice, and it made the giant planets in the outer part of the solar system. We want to understand this better. We have an idea of what happened, but the details are really murky.

JOHN DANKOSKY: The details are murky, and hopefully, we’ll find out more details over time, but this is fascinating. Burkhard Militzer is a professor of Earth and Planetary Science and of Astronomy at the University of California at Berkeley. Thank you so much for joining us. I really appreciate it.


Saturn and Its Rings by Andrew Fraknoi

Perhaps the most imposing sight you can see through a telescope is the planet Saturn, with its magnificent system of rings. Many dedicated amateur astronomers say they were turned on to stargazing by seeing Saturn through a telescope. And Saturn is impressive in more ways than just its looks.

One of the giant planets in the outer solar system, Saturn contains enough material to build 95 Earths. Its diameter is 75,000 miles&mdashlarge enough to fit more than nine Earths across it. Yet for all its bulk, Saturn is a lightweight planet. Made mostly of the simplest gases in the universe, its average density is less than that of water&mdashso if you had a bathtub big enough, Saturn would float in it.

The giant planet takes only about 10 hours to spin once&mdasha day less than half of our much smaller Earth's. This rapid spin plus heat rising from its interior create powerful and complex weather systems in Saturn's atmosphere. The storms get particularly intense every 30 years&mdashone Saturnian year&mdashwhen summer comes to the ringed planet's northern hemisphere. In 1990, the largest of the season's storms could be seen even with modest telescopes. It was amateur astronomers who first alerted professional scientists that a huge storm was brewing. It eventually spread to encircle the Saturn globe.

These days, a sophisticated spacecraft called Cassini is conducting close-up observations of the Saturn system, orbiting the planet and recording images and data about the atmosphere, the rings, and Saturn's moons. You can see some of the pictures it is sending back at: saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/images/index.cfm

Saturn has a swarm of moons that interact with the rings. As of mid-2007, 59 moons had been identified, most of them relatively small. One moon, however, called Titan, is the second largest in the solar system, and bigger than Mercury, Eris, and Pluto. It has a smoggy atmosphere and rivers of liquid swamp gas (methane) appear to flow on its cold surface. Bright and rather ruddy looking, Titan can be readily discerned out beyond the rings it looks like a star in smaller telescopes, while larger ones show it is a disc.

Saturn's rings are made up of billions of icy pieces, organized by their mutual gravity and the interfering gravity of nearby moons into thousands of strands and ringlets. The ring particles range in size from smoke particles to the bulk of a small truck. Occasionally, an especially strong interaction between a moon and the ring particles will produce a noticeable gap in the rings some of the gaps appear in the pictures on this page. When the edge of a ring or gap is especially sharp, there is a good chance that a shepherd moon is responsible. Just as shepherds and shepherd dogs keep flocks of sheep from straying, shepherd moons keep ring particles from moving away from the orbit they mark out, leaving a clear ring edge in their wake.

As described on Seeing in the Dark, in the mid-1970's, Stephen O'Meara, a young amateur astronomer with phenomenal observing skills, noticed dark radial features on the rings of Saturn that reminded him of spokes in a bicycle wheel. Although they had been spotted by a few earlier observers, the consensus was that they had to be optical illusions. Scientists reasoned as follows: Every chunk of ice in the rings orbits Saturn at its own rate, with inner bodies&mdashwhich, being closer to Saturn, experience a stronger force of gravity&mdashmoving faster than the outer ones. If you flew a spaceship over the rings and painted a radial line across them, the inner part of the line would move ahead while the outer part lagged behind, and the line would quickly disappear. So O'Meara was unable to get his drawings of the spokes published. Nobody took them seriously.

Then, in 1979, the Voyager 1 spacecraft flew by Saturn and took close-up pictures of its rings with unprecedented detail. Clearly visible on some of the pictures were long straight spokes across the rings, much like the ones O'Meara had sketched.

No one fully understands the reason these spokes exist, but the fact that they do NOT drift apart means they must be connected with the spin of Saturn and not with the motion of the many ring chunks. One theory, mentioned in the film, is that Saturn's magnetic field captures any small pieces of icy dust that have an electric charge and levitates them above the rings while stringing them out into straight marks that trace lines in the magnetic field. Magnetically lifted above the main rings, such particles respond to the rotation rate of Saturn's magnetic field rather than of the rings themselves.

The evidence suggests that spokes appear mainly during certain seasons of the long Saturn year, perhaps in response to the changing angle at which sunlight hits the rings. This may explain why the Cassini space probe, unlike Voyager, found only a few, dim spokes. The facts are hard to pin down, but what is clear is that the patient observations of a young amateur astronomer helped generate an intriguing new branch of Saturn ring science, and that the Lord of the Rings is very likely nowhere near finished spinning puzzles for Earth's observers.

© 2007 Seeing in the Dark. Alle regte voorbehou. Privacy Policy Terms of Use


Curiosities: Why do some planets have rings?

Planetary ring systems are complicated, notes UW Space Place Director Jim Lattis, and they are more common than once believed.

For ages, Saturn was thought to be the only planet in our solar system with a ring system. But in recent years ring systems have been discovered around Jupiter, Uranus and Neptune as well.

&ldquoThere are various theories about planetary rings, like the fantastic rings around Saturn, but we cannot say for sure how they are formed,&rdquo explains Lattis.

One theory is that the rings formed at the same time as the planet and its major moons. In this case, if material is close to the planet, the planet&rsquos gravitational pull is too strong to coalesce into a moon and the particles that would otherwise form a moon spread out in orbit around the planet as a ring.

Another idea is that a close call by a moon or comet results in the planet’s gravitational tidal force breaking up those bodies, the debris of which then becomes a ring system.

Although astronomers can’t say for certain what causes planetary rings, Lattis says that the Cassini spacecraft now in orbit around Saturn is beginning to provide tantalizing new clues to the forces that govern the physics of planetary rings.


Kyk die video: Planeet Saturnus. (Januarie 2023).