Sterrekunde

Grootte van Saturnus se ringmateriaal

Grootte van Saturnus se ringmateriaal


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.

Hoe groot is die stukke van rots ys waaruit Saturnus se ringe bestaan? Is daar baie voorwerpe wat groter is as klippies?


Die oorgrote meerderheid van die deeltjies in Saturnus se ringe is klein, in die orde van $ sim10 ^ {- 1} $ m of laer. Die kolomgetaldigtheid, volgens data van Voyager 1 en op aarde gebaseerde waarnemings, kan benader word as 'n funksie van deeltjie-radius deur 'n kragwet vir alle deeltjie-straal $ a $ in meter, sodat $ 0


Alhoewel dit slegs in die oorspronklike papier erken word, is die vertikale as vir die drie verskillende ringstreke in verskillende hoeveelhede opwaarts geskuif om al drie op dieselfde grafiek te pas.

Na $ a = 1 $, is daar 'n afwyking van die wet, en dan 'n sterk afname op ongeveer $ a = 3 $. Dit is duidelik dat deeltjies groter as dit bestaan, en dit speel beslis 'n belangrike rol in die ringstruktuur, maar dit is relatief skaars.

Uiteraard toon die neigings dat kleiner deeltjies baie meer algemeen voorkom, en hoewel daar inderdaad deeltjies groter is as klippies - sommige so groot soos rotse, miskien of groter - is dit beslis min. Die meeste deeltjies is baie klein, kleiner as klippies.

Hierdie gegewens dek waarnemings vanaf half-hoofasse van $ sim $ 75.000 km tot $ sim $ 135.000 km - 'n redelike groot verspreiding wat die meeste ringe bedek en naby die Roche-afdeling eindig. Die papier het nie een enkele grafiek van die deeltjie-digtheidsgraad van 'n gegewe grootte op 'n gegewe semi-hoofas nie, maar wel verskeie onderverdeelde plotte (Fig. 15.1 en 15.2) van optiese diepte as 'n funksie van die afstand vanaf die middelpunt van Saturnus, wat u nuttige inligting oor die totale getaldigtheid moet gee as u basiese aannames wil maak oor die gemiddelde deeltjie-radius. Hierdie data is 'n bietjie nuwer, vanaf Cassini, maar die Voyager 1 data is net so nuttig.


Saturnus se ringe bestaan ​​uit stukke van tot 1 km groot, alhoewel die tipiese deeltjie klein is. Hulle is versprei deur 'n gebied van gemiddeld 10 meter dik. Saturnus se ringe is ook amper suiwer ys, nie rotse nie. Ek weet nie of ons 'n aantal "voorwerpe" het wat groter is as klippies nie, gegewe die groot aantal deeltjies waaruit die ringe bestaan. Ek dink ons ​​het slegs die kleiner mane in die ringe.


Grootte van Saturnus se ringmateriaal - Sterrekunde

Hierdie skaapwagtermane hou 'n skerp gedefinieerde rand van die ring. Radiale kenmerke in die B-ring, genoem speke, is voorgestel deur Steve O'Meara (Aardwaarnemings) en bevestig deur ruimtetuie. Hierdie speke , seisoenaal van aard, blyk te wees dat dit deur elektrostatiese kragte veroorsaak word. In 2009 is 'n taamlik ver ring van die stof ontdek, genaamd die Phoebe-ring, en die Saturniese maan Phoebe wat nie in die aarde-teleskope sigbaar is nie.

Saturnus & # 8217s lui via NASA Hubble ruimteteleskoopPublieke domein | Beeld met vergunning van NASA.

Saturnus & # 8217s lui, met Saturnus wat die son blokkeer via NASA Cassini ruimtetuigPublieke domein | Beeld met vergunning van NASA.

Saturnus se F-ring, met die maan Prometheus wat materiaal via NASA Cassini-ruimtetuig uit die ring trekPublieke domein | Beeld met vergunning van NASA.

Sprekers in Saturnus se B-ring via NASA Cassini-ruimtetuigPublieke domein | Beeld met vergunning van NASA.


Hoe groot is die gemiddelde rots in Saturns-ringe? En hoe ver is hulle van mekaar?

Kon die antwoord nie op Google vind nie; probeer dit net sowel.

Die meeste ringe is net stof. Maar daar is ook groter rotse. Sommige kan so groot soos 'n huis wees, en baie min selfs groter. Daar is selfs 'n maan in die ringe wat golwe in sy omgewing veroorsaak. prent.
Nog 'n interessante feit is die dikte van die ringe. Die ringe is net 'n paar meter tot 'n paar honderde meter dik. Dit maak hulle amper onsigbaar as hulle van die kant af beskou word.

Hierdie maanbeeld bring dit regtig in perspektief hoe enorm Saturnus is.

French & amp Nicholson (2000) het gevind dat daar baie min stof in Saturnus & Rings is, deeltjies is gemiddeld 2 tot 12 meter en die meeste is 1 cm tot 20 meter groot. Hul metings stem ooreen met Voyager-missies.

Frans, R.G. en Nicholson, P.D., 2000. Saturnus & # x27s ringe II: Deeltjiegroottes afgelei van sterre okkultasie data. Icarus, 145 (2), pp.502-523

Wys die toenemende afstand tussen die lyne ook die grootte van die Saterdag of iets?

Is dit Saturnus op die agtergrond van die beeld of net niks. Verskoning as dit dwaas klink.

Wat van die akkuraatheid toe oryx sy superwapen afgeskiet het in die lot van die gevange koning? Sou daar net 'n reuse gat in die ring wees? Of sou dit weer normaal gaan?

Is ek korrek deur aan te neem dat op grond van daardie prentjie, en as stof verder van saturnus stadiger beweeg, dat die wentelrigting na die linkerkant (van die prentjie) is?

Dus word die stadiger stof versteur en agtergelaat (aan die regterkant) en hoe vinniger stof bo versteur as dit vooruit spoed.

Die gemiddelde deeltjiegrootte (radius) vir Saturn & # x27s-ringe is tussen 2 en 12 meter, met 'n waarskynlike minimum deeltjiegrootte van 1 tot 10 cm en 'n maksimum deeltjiegrootte van 10 tot 20 meter. Saturn & # x27s-ringe bevat relatief min stof. Hulle is meestal motor-tot-vragmotor-grootte.

Alhoewel gedetailleerde modelle van die grootteverspreiding in Saturnus se ringe onder 'n radius van 1 cm ontbreek, dui verskeie bewyse aan dat - ten minste in die hoof A-, B- en C-ringe - baie min van die totale oppervlak bereken word sulke deeltjies.

Hier is 'n uittreksel uit die gevolgtrekkings van die referaat.

Met die uitsondering van die Cassini-afdeling, waar ons resultate die minste beperk is, stem die effektiewe straal binne ~ 30% in. Beide studies vind dat aeff & # x27 2 m in die C-ring, ∼8 m in die binneste B-ring en 8–12 m in die binneste A-ring.

Ek is nie seker oor afstand nie. Dit kan afgelei word deur voorspellings van digtheid en frekwensie van botsings.


Grootte van Saturnus se ringmateriaal - Sterrekunde

Die planeet Saturnus is sesde van die son af en is die tweede grootste planeet in ons sonnestelsel. Dit word ook as 'n gasplaneet geklassifiseer, aangesien dit hoofsaaklik uit waterstof bestaan.

Die planeet se mees interessante kenmerk is sy massiewe 'ring'-stelsel. Rondom die planeet is 'n vorming van 'ringe' wat miljarde ys en rotsdeeltjies bevat, en daar is duisende van hierdie ringe!

Planeet Saturnus kan gesien word sonder moderne tegnologie in ideale omstandighede, maar die ringe is slegs sigbaar as dit met 'n teleskoop gesien word. Dikwels sal die planeet 'eiervormig' lyk, afhangende van wanneer u daarna kyk!

Dit het ten minste 61 mane, waarvan baie om die planeet binne sy ringe wentel. Saturnus se grootste maan, Titan, is naas Jupiter se Ganymed die tweede grootste maan in die hele sonnestelsel. Dit is ook die enigste maan in die sonnestelsel wat 'n atmosfeer het.

Hier is 'n paar ekstra feite oor Saturnus:

* Saturnus se grootste maan, Titan, is groter as die planeet Mercurius!

* Die deeltjies waaruit Saturnus se ringstelsel bestaan, wissel in grootte, van sandkorrels tot die grootte van geboue!

* Deeltjies waaruit Saturnus se ringe bestaan, kan oorbly in stukke mane wat deur asteroïde-inslag verpletter is.

* Oor ongeveer 50 miljoen jaar word verwag dat al Saturnus se ringe weg sal wees. Die swaartekrag van die planeet sal waarskynlik al die omliggende deeltjies versamel en die ringe sal stadig verdwyn.


Ouderdom vanaf 'n skaal

Ons ken die ouderdom van die Aarde omdat ons die verval van radioaktiewe materiaal in gesteentes kan gebruik om uit te vind hoe oud dit is. Planetêre geoloë het dieselfde gedoen vir rotse vanaf die maan en Mars.

Saturnus se ringe, hoofsaaklik saamgestel uit ysfragmente met klein hoeveelhede rotsagtige materiaal, leen hulself nie tot hierdie soort ontleding nie, het Matthew Hedman, 'n planetêre wetenskaplike aan die Universiteit van Idaho, gesê. Dit beteken dat ouderdomsberamings gebaseer moet wees op omstandigheidsgetuienis.

Hierdie bewyse kom deels uit stof. Dink aan die ysige ringe soos 'n sneeuveld: Na 'n ongerepte begin besoedel dit roet van ver af dit geleidelik. Om die ouderdom van die sneeu te skat, moet wetenskaplikes die tempo meet waarop die roet val, asook die totale hoeveelheid roet wat daar is.

Cassini het die eerste deel gedoen met sy Cosmic Dust Analyzer, wat bevind het dat Saturnus se ringe geleidelik besoedel word deur donkerder materiaal - 'n mengsel van rotsagtige stof en organiese verbindings. Die meeste van hierdie materiaal word deur mikrometeoroïede vanaf die Kuiper-gordel gelewer, 'n verre bron van ysige voorwerpe buite die baan van Neptunus. Die ruimtetuig het ook bevind dat die roetmateriaal tans ongeveer 1% van Saturnus se ysige ringe uitmaak.

Om die totale massa kosmiese roet in die ringe te ontbloot, moes navorsers die ringe self weeg. Gelukkig het Cassini se Grand Finale net so 'n geleentheid geskep. Terwyl die ruimtetuig deur die ringe geswaai het, het dit die netto swaartekrag op elke punt presies gemeet. Aangesien swaartekragvelde afhanklik is van die massa van 'n voorwerp, kan wetenskaplikes die hele ringstelsel direk weeg.

Tydens Cassini se Grand Finale duik die ruimtetuig 22 keer tussen die ringe en die planeet. Die maneuver het begin en geëindig met noue vlieëniers van Saturnus se maan Titan, waarvan die baan in geel getoon word.

Met hierdie inligting - die hoeveelheid roet en die tempo waarmee dit daal - het wetenskaplikes beraam dat dit tussen 10 miljoen en 100 miljoen jaar sou neem voordat daardie spreekwoordelike sneeuveld besoedel was. Die bevindings is oor die algemeen goed ontvang. "Die grootste deel van die gemeenskap is vandag oortuig dat die ringe onlangs gevorm is," het Luciano Iess, 'n kenner in lugvaartingenieurswese aan die Sapienza Universiteit van Rome en die Wetenskap studie se hoofskrywer.

Tog is die besoedelingsargument nie waterdig nie. Dones wys daarop dat die Cassini-span wat die inkomende besoedeling ontleed nie op 'n presiese koers afgehandel het nie. Verskeie waardes het in verskeie konferensie-aanbiedings verskyn, maar 'n finale syfer is nog nie gepubliseer nie. In die Wetenskap papier, het die navorsers een van hierdie waardes gekies en met 'n jeugdige ringtydperk vorendag gekom. Maar hierdie dubbelsinnigheid het 'baie ontsteltenis veroorsaak', het Paul Estrada, 'n planetêre wetenskaplike by die NASA se Ames-navorsingsentrum gesê, wat lid is van die Cassini-span wat besoedeling ontleed.

Die besoedelingskoers het moontlik ook relatief onlangs verander. "Dit kan net wees dat die bombardement op die oomblik buitengewoon hoog is," het Crida gesê, selfs al kan ons nie sê wat so 'n toename sou veroorsaak nie. In teorie kan 'n toekomstige sending na Saturnus 'n rotsagtige kern uit 'n ou maan uitgrawe, een wat die vervuilingsstroom mettertyd bewaar, het Tracy Becker, 'n planetêre wetenskaplike aan die Southwest Research Institute in San Antonio, Texas, gesê. Maar so 'n missie sou dekades in die toekoms wees.

Ons verstaan ​​ook nie die fisika agter die verdonkering van die ring nie. Die mikrometeoroïede van die Kuiper-gordel klap teen sulke hoë snelhede in die ysige stukke van die ringe dat die impak soos min ontploffings is, wat daarop dui dat nie veel van die mikrometeoroïede kleef nie. Dit het gelei tot 'n fudge-faktor in die literatuur - volgens die raamwerk is dat 10% van die micrometeoroidale materiaal aan die ys vassit en dit besoedel.

Dones het gesê dat die stofversnellerlaboratorium aan die Universiteit van Colorado, Boulder moontlik hierdie impakproses kan herhaal en ons 'n beter idee kan gee van die uithouvermoë van die besoedeling. Maar vir eers is ons in die donker.

Enceladus is 'n ysige wêreld wat 'n oseaan van soutwater ondergronds verberg. Geisers op sy oppervlak, gesien aan die onderkant van die maan in die beeld aan die regterkant, skiet materiaal honderde kilometers die ruimte in, en voer moontlik Saturnus se ringe in.

Crida se kommentaar het ook voorgestel dat 'n incognito planetêre skrop besoedeling kan verwyder om die ringe misleidend jeugdig te laat lyk. Ons weet sedert die Voyager-dae dat materiaal van die ringe op die oppervlak van Saturnus reën. Maar ons het nie geweet waarvan die materiaal gemaak is nie. Cassini het die reën met behulp van twee afsonderlike instrumente gemeet. Albei het gevind dat dit verbasend min ys bevat - tot 24%. "Dit is baie verwarrend, aangesien die ringe meer as 95% water gemeet het," het James O'Donoghue, 'n planetêre wetenskaplike by die Japanese Aerospace Exploration Agency, gesê. Die "reën" verwyder by voorkeur vuil, maar niemand weet hoekom nie.

'Daar is iets wat die ringe skoonmaak,' het Crida gesê. 'Ons weet nie wat dit is nie, maar dit is nou 'n waargenome feit, dit is nie net 'n vermoede nie.'

Crida het gesê dat die ys wat deur mikrometeoroïede gevolge uitgestoot word, geneig is om homself weer aan die ringe te heg, terwyl die uitgestote besoedeling reën. Becker vermoed dat besoedeling by voorkeur deur impakte uitgestoot word, ongeag of die ys homself weer so verbind. En Hyodo wonder of die geisers op Enceladus se suidpool meer water byvoeg, wat die ringe se besoedeling verdun. Maar niemand weet dit vir seker nie.

Maar nie almal glo dat daar baie skoonmaak aan die gang is nie. 'Dit is maklik om die goed vuil te maak,' het Militzer gesê. 'Dit is moeilik om skoon te maak.'


Saturnus se ringe kan oorblyfsels wees van 'n geskeurde maan

Saturnus se beroemde ringe is die laaste oorblywende skerwe van 'n groot maan wat die planeet lank gelede verskeur het, dui 'n nuwe studie aan.

Wetenskaplikes dink dat 'n maan ongeveer so groot soos Titan - Saturnus se grootste satelliet - ongeveer 4,5 miljard jaar gelede in die reuse-planeet gedraai het. Terwyl dit op pad was, het die kragtige swaartekrag van Saturnus die ysige buitenste lae van die gedoemde maan gestroop en volgens die navorsing die planeet se wonderlike ringe laat kuit. [Galery: The Rings and Moons of Saturn]

En in die dood het hierdie verlore maan moontlik ander satelliete lewe gegee, dui die studie aan. Oor die eeue heen het baie van die ringmateriaal saamgevloei en die ysige binnemane van Saturnus gevorm.

'Hierdie model impliseer dat die ringe oorspronklik is, dat dit gevorm is uit dieselfde prosesse wat Titan as die enigste groot satelliet agtergelaat het,' het studie-outeur Robin Canup van die Southwest Research Institute in Boulder, Colo, gesê. 'En dit is die enigste selfbestaande verklaring vir die ysryke binnesatelliete. '

Saturnus se geheimsinnige ysige ringe

Baie van die materiaal in die buitenste sonnestelsel bestaan ​​uit ongeveer gelyke dele rots en ys. Maar Saturnus se ringe is anders - dit is 90 tot 95 persent waterys. Aangesien meteoroïede hulle deur die eeue heen met stof en puin besoedel het, was die ringe feitlik suiwer waterys toe dit gevorm het, het Canup gesê.

Dit maak hul oorsprong moeilik om te verklaar. Sommige toonaangewende teorieë beweer dat die ringe gevorm het toe 'n komeet in een van Saturnus se mane verpletter het, of wanneer die swaartekrag van die planeet 'n komeet uitmekaar trek wat te naby afgedwaal het.

Maar sulke geleenthede sou volgens Canup waarskynlik ringe skep met baie rots sowel as ys.

"Ander teorieë het gesukkel om 'n aanvanklike ring wat eintlik suiwer ys was, te verklaar," het Canup aan SPACE.com gesê. 'Dit is 'n baie ongewone komposisie.'

Maar die destydse vernietiging van 'n maan van titangrootte verklaar dinge goed, het sy bygevoeg.

Terwyl Saturnus vandag nog net een reuse-groot maan het - Titan - dit het waarskynlik een keer meer gehad, het Canup gesê. Jupiter het immers vier. Navorsers dink dat verskeie satelliete van die Titan-grootte rondom Saturnus gevorm is vroeë dae van die sonnestelsel maar het vinnig die planeet binnegedring en gesterf.

In die nuwe studie gebruik Canup numeriese modellering om aan te toon dat die laaste van hierdie gedoemde reuse-mane waarskynlik aanleiding gegee het tot Saturnus se ringe.

Toe die maan van die Titan-grootte Saturnus nader, het die swaartekrag van die planeet hom intens daaraan getrek en die ysige lae van die maan verwyder. Hierdie stukke vorm Saturnus se ringe. Die rotsagtige kern van die maan, aan die ander kant, het uiteindelik ongeskonde gebly die planeet inbreek.

"Dit lyk asof hierdie proses natuurlik 'n suiwer ysring is," het Canup gesê.

Hierdie gewelddadige proses het waarskynlik verskeie kere plaasgevind, met verskeie verskillende Titanagtige mane wat na hul dood toe spiraal. Maar elke daaropvolgende gebeurtenis sou enige vorige ringstelsel ontwrig en vernietig het, het Canup gesê. Wat ons vandag sien, is waarskynlik die skerwe van die laaste groot maan wat Saturnus verslind het.

'N Satan-grootte satelliet sou genoeg ysige stukkies afstuur om 'n ringstelsel aanvanklik 10 tot 100 keer massiewer te maak as die een wat ons vandag sien. Volgens die teorie sou hierdie ringe egter mettertyd krimp. Ysdeeltjies sou bots en rondbeweeg, met sommige wat na binne versprei om deur Saturnus verslind te word.

Ander ysstukke sou na buite versprei, waar hulle aanmekaar sou begin plak. Uiteindelik sal genoeg saamsmelt om ysige mane soos Tethys, Enceladus en Mimas - wie se massas ooreenstem met wat die model voorspel.

Benewens die uiteensetting van die vreemde ysigheid van Saturnus se ringe en binnesatelliete, het Canup gesê, het die model ook die voordeel dat dit gebeure beskryf wat 'n natuurlike deel vorm van die vorming en jeug van 'n reuse-planeet.

"Die ander teorieë het die ringe wat gevorm word uit 'n soort ewekansige gebeurtenis," het Canup gesê. "Hierdie model verminder die aantal dinge wat moet gebeur, wat volgens my dit waarskynliker maak."

Canup rapporteer haar bevindings op 12 Desember aanlyn in die vaktydskrif Nature.

Toets die teorie uit

Oor 'n paar jaar behoort wetenskaplikes die kans te kry om Canup se ringmodel met harde data te toets. Aan die einde van sy missie - nou beplan vir 2017 - NASA's Cassini-ruimtetuig, wat tans in 'n wentelbaan om die omringende planeet is, sal direk oor Saturnus se ringe vlieg.

Cassini sal gedetailleerde waarnemings doen wat wetenskaplikes in staat stel om 'n beter idee te kry van die massa en ouderdom van die ringe, asook die tempo waarmee meteoroïede hulle met puin besoedel, het Canup gesê.

Sulke inligting kan navorsers help om vas te stel of die ringe oorspronklik is en dateer 4,5 miljard jaar soos Canup se model voorstel.

As die model geld verdien, kan sterrekykers waardering kry vir die opoffering wat 'n reuse-maan so lank gelede gemaak het.

"Ek dink dit is redelik netjies om te besef dat die ringstelsel, wat so bekend is, waarskynlik die laaste oorblywende oorblyfsel van 'n verlore satelliet is," het Canup gesê.


Saturnus verloor sy ringe teen 'slegste scenario'

Nuwe NASA-navorsing bevestig dat Saturnus sy ikoniese ringe verloor teen die maksimum koers wat beraam is uit die waarnemings van Voyager 1 en amp 2 wat dekades gelede gedoen is. Die ringe word deur swaartekrag na Saturnus getrek as 'n stofreën van ysdeeltjies onder die invloed van Saturnus se magneetveld.

"Ons skat dat hierdie 'ringreën' 'n hoeveelheid waterprodukte wat 'n swembad van Olimpiese grootte binne 'n halfuur uit Saturnus se ringe kan vul," het James O'Donoghue van die NASA se Goddard Space Flight Centre in Greenbelt, Maryland, gesê. "Hieruit alleen sal die hele ringstelsel oor 300 miljoen jaar verdwyn, maar voeg hierby die Cassini-ruimtetuig gemeet ringmateriaal wat in Saturnus se ewenaar geval het, en die ringe het minder as 100 miljoen jaar om te leef. Dit is relatief kort, vergeleke met Saturnus se ouderdom van meer as 4 miljard jaar. ' O'Donoghue is hoofskrywer van 'n studie oor Saturnus se ringreën wat in verskyn Ikarus 17 Desember.

Wetenskaplikes wonder al lank of Saturnus met die ringe gevorm is en of die planeet dit later in hul lewe verkry het. Die nuwe navorsing bevoordeel laasgenoemde scenario, wat daarop dui dat dit waarskynlik nie ouer as 100 miljoen jaar sal wees nie, want dit sal so lank duur voordat die C-ring word soos wat dit vandag is, as dit aanvaar word dat dit eens so dig soos die B-ring was. "Ons is gelukkig om daar te wees om Saturnus se ringstelsel te sien, wat blykbaar in die middel van sy leeftyd is. As ringe tydelik is, het ons miskien net misgeloop om reuse-ringstelsels van Jupiter, Uranus en Neptunus te sien, wat vandag nog net dun ringetjies! " O'Donoghue bygevoeg.

Verskeie teorieë is voorgestel vir die oorsprong van die ring. As die planeet hulle later in die lewe sou kry, kon die ringe gevorm het toe klein, ysige mane in 'n wentelbaan rondom Saturnus gebots het, miskien omdat hul wentelbane deur 'n swaartekragtrek van 'n verbygaande asteroïde of komeet versteur is.

Die eerste wenke dat daar reën bestaan, is afkomstig van Voyager-waarnemings van skynbaar onverwante verskynsels: eienaardige variasies in Saturnus se elektries gelaaide boonste atmosfeer (ionosfeer), digtheidsvariasies in Saturnus se ringe, en 'n trio smal donker bande wat die planeet op noordelike middelbreedtes omring. Hierdie donker bande verskyn in beelde van Saturnus se waasagtige atmosfeer (stratosfeer) wat deur die NASA se Voyager 2-missie in 1981 gemaak is.

In 1986 het Jack Connerney van NASA Goddard 'n artikel in Geophysical Research Letters gepubliseer wat daardie smal donker bande gekoppel het aan die vorm van Saturnus se enorme magneetveld en voorgestel het dat elektriese gelaaide ysdeeltjies uit Saturnus se ringe oor onsigbare magnetiese veldlyne stroom en water in Saturnus se boonste atmosfeer waar hierdie lyne vanaf die planeet na vore gekom het. Die toevloei van water uit die ringe wat op spesifieke breedtegrade verskyn, het die stratosferiese waas weggespoel, sodat dit donker in weerkaatsde lig lyk en die smal donker bande wat in die Voyager-beelde vasgelê is, voortbring.

Saturnus se ringe is meestal stukke waterys wat wissel van mikroskopiese stofkorrels tot rotsblokke oor 'n paar meter. Ringdeeltjies word vasgevang in 'n balanserende daad tussen die trek van Saturnus se swaartekrag, wat hulle na die planeet wil terugtrek, en hul wentelsnelheid, wat hulle na buite in die ruimte wil gooi. Klein deeltjies kan elektries gelaai word deur ultraviolet lig van die son of deur plasmawolke wat voortspruit uit die bombardering van die ringe deur die mikrometeoroïede. As dit gebeur, kan die deeltjies die magneetveld van Saturnus voel, wat by Saturnus se ringe na binne na die planeet buig. In sommige dele van die ringe, as dit eers gelaai is, verander die balans van die kragte op hierdie klein deeltjies dramaties, en Saturnus se swaartekrag trek dit langs die magneetveldlyne in na die boonste atmosfeer.

Daar gekom verdamp die ysige ringdeeltjies en kan die water chemies reageer met Saturnus se ionosfeer. Een gevolg van hierdie reaksies is 'n toename in die lewensduur van elektries gelaaide deeltjies genaamd H3 + -ione, wat bestaan ​​uit drie protone en twee elektrone. As hulle deur sonlig opgewek word, gloei die H3 + -ione in infrarooi lig, wat deur O'Donoghue se span waargeneem is met behulp van spesiale instrumente wat aan die Keck-teleskoop in Mauna Kea, Hawaii, geheg is.

Hul waarnemings het gloeiende bande in die noordelike en suidelike halfrond van Saturnus aan die lig gebring waar die magnetiese veldlyne wat die ringvlak kruis die planeet binnedring. Hulle het die lig ontleed om die hoeveelheid reën uit die ring te bepaal en die effek daarvan op Saturnus se ionosfeer. Hulle het gevind dat die hoeveelheid reën opvallend goed ooreenstem met die verbasend hoë waardes wat Connerney en kollegas meer as drie dekades vroeër afgelei het, en een streek in die suide het die meeste daarvan gekry.

Die span het ook 'n gloeiende band op 'n hoër breedtegraad in die suidelike halfrond ontdek. Dit is hier waar Saturnus se magnetiese veld die baan van Enceladus sny, 'n geologies aktiewe maan wat geisers van waterys in die ruimte skiet, wat aandui dat sommige van die deeltjies ook op Saturnus reën. 'Dit was nie heeltemal 'n verrassing nie,' het Connerney gesê. "Ons het Enceladus en die E-ring ook as 'n groot bron van water geïdentifiseer, gebaseer op 'n ander smal donker band in die ou Voyager-beeld." Die geisers, wat die eerste keer deur Cassini-instrumente in 2005 waargeneem is, kom vermoedelik uit 'n oseaan van vloeibare water onder die bevrore oppervlak van die klein maan. Sy geologiese aktiwiteit en die watersee maak Enceladus een van die mees belowende plekke om na buite-die-wêreldse lewe te soek.

Die span wil graag sien hoe die ringreën verander met die seisoene op Saturnus. Namate die planeet in sy wentelbaan van 29,4 jaar vorder, word die ringe in verskillende grade aan die son blootgestel. Aangesien ultraviolet lig van die son die yskorrels laai en reageer op Saturnus se magneetveld, moet wisselende blootstelling aan sonlig die hoeveelheid ringreën verander.


Waarvan is Saturnus se ringe gemaak?

Dit is 'n goeie vraag en 'n baie lang vraag.

U en u klasmaats het moontlik die skouspelagtige vertoning gesien wat deur Mars aangebied word, wat nou nader aan ons aarde is as wat dit nog 'n geruime tyd sal wees. Mars is vierde van die son (die aarde is derde), dan kom Jupiter, en dan sesde van die son, is Saturnus. Dit is 'n pragtige planeet wat veral deur sy ringstelsel gemaak word. Galileo het dit die eerste keer in 1610 gesien, hoewel sy vroeë teleskoop nie heeltemal opgewasse was nie (hy het gedink die ringe was eintlik 'n paar groot mane aan weerskante van die planeet). Die eerste baie goeie foto van Saturnus, wat die besonderhede van die ringe duidelik toon, is eers in 1883 geneem (dit is meer as 2 en 1/2 eeue na Galileo se eerste waarneming).

Eintlik selfs voor dit, het deeglike waarnemings aangedui dat u soms die buitelyn van die planeet DEUR sommige van sy ringe kon sien. Dit sou dus redelik moeilik wees om te sê dat die ringe een vaste voorwerp was as ons daardeur kon sien! Dit lyk dus asof dit nie soos die soort dik sirkel is wat u kan kry deur 'n soliede ringagtige gedeelte uit 'n frisbee te sny en om 'n bal in die middel te laat draai wat die planeet self voorstel nie. Die alternatief, 'n nie-soliede ring en 'n gesigspunt, is in 1895 vasgestel toe sterrekundiges opmerk dat die binneste dele van die ringe vinniger om die planeet gaan as wat die buitenste dele moeilik sou wees om met 'n enkele vaste stof te versoen. beswaar, sou dit nie wees nie?

Reeds veertig jaar voor die waarneming van die ringsnelheid is voorgestel dat die ringe eenvoudig nie 'n vaste voorwerp kon wees nie, maar moes bestaan ​​uit 'n groot aantal klein voorwerpe van verskillende groottes. Stel jou voor dat ons ons maan sou neem, dit in 'n groot aantal klein stukkies opgebreek het en dan in 'n ringstelsel versprei het. Die stukke verbind & # 8220 met mekaar, eerder swak, en maak 'n mobiele vloeistofagtige skyf (eintlik het Saturnus verskeie identifiseerbare ringstelsels). U kan waarskynlik sien dat u vraag ons na ander belangrike vrae lei, soos waarvan die stukke eintlik gemaak is, hoe dik is die ringe in die algemeen en waarom is die ringe in elk geval plat?

Die rede waarom ons Saturnus se posisie in ons planeetstelsel noem, is dat ons saam met Jupiter 'n paar planete het wat ongeveer 90% van al die sake in al tien ons planete uitmaak. Jupiter en Saturnus word dikwels & # 8220Gas Giants & # 8221 genoem, bloot omdat dit hoofsaaklik uit die mees algemene elemente in die heelal bestaan. Dit is waterstof, maar dit is in 'n baie sterk saamgeperste vorm in hierdie planete. (U het dalk opgemerk dat dit deesdae baie in die nuus is as 'n moontlike energiebron.) Wel, dit sê nie noodwendig dat die ringe gemaak is van stukke koue, gestolde waterstof nie, maar dit is interessant dat ons weet nou dat die samestelling daarvan hoofsaaklik ys is, dit wil sê vaste water, en soos u moontlik al geleer het, is water (of H2O) tweederdes waterstof.

Dus vorm ysdeeltjies (sommige is groot, ongeveer 'n paar meter groot) meestal die ringe waarin klein hoeveelhede ander materiale ook voorkom. In vergelyking met die grootte van die planeet weet ons dat die ringe baie, baie dun moet wees, want Saturnus (en sy ringe) draai en af ​​en toe word die ringe aan ons voorgestel & # 8216rand & # 8217; en dit is baie moeilik om te sien (stel jou voor hoe hierdie moes Galileo gewonder het toe hy later terugkyk en nie die opvallende kenmerke kon sien wat Saturnus in die eerste plek so prominent vir hom gemaak het nie). Die ramings is dat die ringstelsel op sommige plekke so dun soos 'n paar meter kan wees.

Hoekom so dun? Waarom versprei die ysdeeltjies nie regoor die planeet nie? Dit is 'n langer verhaal en dit het baie te doen met die feit dat die ringstelsel draai, soos ons gesê het. Maar u kan waarskynlik sien dat as die skyf begin vorm het, met baie deeltjies daarin, maar ander in wentelbane effens van die kantel, dan sou hierdie skuins deeltjies deur die eeue voortdurend deur die skyf gaan, een keer onderweg op en een keer op pad af, so te sê. Maar hierdie gedeelte is 'n gevaarlike proses vir hierdie gekantelde deeltjies, hulle het 'n goeie kans om met die skyfdeeltjies te bots, en selfs deeltjies in 'n ander kant. Hierdie botsings is geneig om die kanteling geleidelik te verminder en 'n & # 8220 instelling in die skyf & # 8221 proses is die resultaat, en wat ons vandag sien. Saturnus het ook 22 mane en dit is ook bekend dat dit help om die ringstelsel stabiel te hou. Terloops, hoewel dit baie moeiliker is om te sien, het Uranus, Neptunus en Jupiter ook ringe wat Cornell se sterrekundiges nogal 'n hand in die ontdekking van die Jupiter-ringstelsel gehad het.


Animasie Wys hoe Saturnus se ringe teen verskillende snelhede beweeg

Saturnus se ringe is een van die bekendste en eerbiedigste hemelse voorwerpe wat die mensdom ken. Van 'n afstand lyk dit soos 'n skyf met kristallaag of veelkleurige skywe binne skywe wat rondom Saturnus se wazige omber gesig draai. As ons dit van nader bekyk, sien ons dat hierdie ringe eintlik deeltjies van waterys is (van mikron tot ysberge), sowel as silikate, koolstofdioksied en ammoniak.

Ons het ook opgemerk dat die ringe interessante baanwerktuie het. In werklikheid het elke ring 'n ander baan wat die gevolg is van die nabyheid aan Saturnus (d.w.s. hoe nader hulle is, hoe vinniger hulle wentel). Om te illustreer hoe hierdie komplekse stelsel daar uitsien, het NASA-mede-dokter James O & # 8217Donoghue 'n pragtige animasie geskep wat wys hoe elkeen van Saturnus se belangrikste ringsegmente (A-ring na F-ring) om die planeet wentel.

Dr. O & # 8217Donoghue, gebore in die Verenigde Koninkryk, is 'n planeetnavorser en wetenskaplike wat tans saamwerk met die Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) wat buite Tokio woon. Voorheen het hy as 'n NASA-genoot by die NASA Goddard Space Flight Centre gewerk, waar hy gespesialiseer het in die navorsing van Saturnus (en sy ringstelsel), Jupiter en hul atmosferiese verskynsels (aurorae, die Giant Red Spot, ens.)

Dr. O & # 8217Donoghue vertel wat hierdie animasie geïnspireer het met Universe Today via e-pos:

& # 8220Door die jare het ek baie vrae ontvang oor waaruit die ringe gemaak is en hoe dit beweeg. Mense is dikwels verbaas dat die ringe gemaak is van skerwe bevrore water-ys wat wissel van stof tot ysberge en dat hulle met verskillende snelhede om die planeet wentel, afhangende van watter & # 8220lane & # 8221 hulle is! Terloops, die ringe is gemaak van byna suiwer water. As hulle egter suiwer water ys was, sou hulle wit lyk!

Soos u uit die animasie kan sien, word die groot ringe van Saturnus aangewys op grond van die volgorde van hul ontdekking en wentel hul ouerplaneet in die volgorde van D, C, B, A en F (binneste tot buitenste). Tussen die A- en F-ringe is die geheimsinnige E-ring, wat tussen Mimas en Titan wentel en buitengewoon breed is. Hierdie ring bestaan ​​uit mikroskopiese ysige deeltjies, wat dit moeilik maak om onder die ander te onderskei.

Die opname simuleer wat gedurende die loop van 30 uur rondom Saturnus plaasvind. & # 8220Die beeld van Saturnus is gemaak deur beelde wat versamel is deur die Cassini-ruimtetuig wat aanmekaar gestik is, & # 8221 verduidelik O & # 8217Donoghue. “Rendering can take a lot of time, so I thought the minimum useful animation would be to show the slowest ring lapping the planet twice.”

Saturn’s rings and moons have been the subject of scientific debate. A 2019 study showed that the migration of Saturn’s moons has widened the Cassini Division in Saturn’s rings. Credit: Cassini, Dante, Baillié and Noyelles

The orbital velocity and period of each ring is timed to illustrate the resonance the system of the rings. “The Cassini Division, the widest gap within Saturn’s rings, is caused by the resonance between a small moon called Mimas and ring particles,” said O’Donoghue. “Funnily enough, I was looking for some images on that and found something cool at UT.” (shown above).

Saturn’s own spin is indicated in white, which illustrates its rotational velocity relative to its ring system. Also visible is the persistent and rotating hexagonal vortex located around Saturn’s north pole. The animation not only presents a beautiful view of the orbital dynamics of Saturn’s rings. It also honors the Cassini mission, which ended its mission Sep. 15 th , 2017, after thirteen years around Saturn.

The data collected by the probe is still being analyzed and leading to exciting new discoveries about Saturn, its rings, and its system of moons. Before plunging into Saturn’s atmosphere, Cassini conducted its “Grande Finale,” where the probe plunged into the unexplored region that lies between Saturn’s atmosphere and its rings.

The footage of Cassini’s final months, and its final descent into Saturn’s atmosphere, earned NASA an Emmy nomination.


Kyk die video: Ster groote vergelijking (November 2022).