- Горячие темы:
- Все для фронта - все про оружие и технику
Колебания колец Сатурна намекают на его пустоту
Что в газовом гиганте? Нет, правда. Внутренности Юпитера и Сатурна на самом деле довольно сложно исследовать. Но уникально великолепная и обширная кольцевая система Сатурна оказалась отличным инструментом для определения плотности глубоко под его толстыми слоями облаков, вплоть до ядра.
Читай также: Ученые доказали наличие гелиевых дождей на Сатурне
Это ядро, согласно новому анализу "колебаний" во внутреннем главном кольце Сатурна, вероятно, не является плотным шаром из никеля и железа, как думают сейчас, а "нечеткой" областью, состоящей в основном из водорода и гелия, с постепенным перемешиванием. из более тяжелых элементов, простирающихся до 60 процентов радиуса планеты и содержащих около 17 земных масс льда и горных пород.
Это открытие, опубликованное на сервере препринтов arXiv и ожидающее экспертной оценки, аналогично недавним открытиям о внутренней части Юпитера, основанным на данных Juno, и может изменить наши предположения о ранней структуре и истории формирования Сатурна.
Как мы можем узнать это по кольцам Сатурна? Все это связано с тем, как грохот внутри Сатурна влияет на внешнее гравитационное поле планеты.
Акустические волны и колебания внутри космических тел - прекрасный инструмент для исследования их внутренней структуры. Мы делаем это здесь, на Земле, где землетрясения посылают похожие волны на нашу планету; То, как эти волны подпрыгивают там, может показывать разную плотность , что позволяет нам идентифицировать структуры, которые мы никогда не могли бы надеяться увидеть. На Солнце и других звездах внутренние акустические волны проявляются как колебания яркости.
Сатурн не место для сейсмометра, и он не подвержен колебаниям яркости, но несколько лет назад ученые заметили характерные узоры в С-кольце Сатурна, самом внутреннем из его главных колец.
Читай также: Астрономы высчитали толщину огромного пятна на Сатурне
Они пришли к выводу, что они вряд ли могут быть созданы лунами Сатурна, поскольку такие узоры есть во внешних кольцах; вместо этого они кажутся вызванными колебаниями глубоко внутри планеты, которые влияют на гравитационное поле.
Так возникла область кроносейсмологии: изучение внутренней части Сатурна путем анализа этих волн в кольце C.
Астрофизики Кристофер Манькович и Джим Фуллер из Калифорнийского технологического института провели новый анализ ранее охарактеризованной внутренней кольцевой волны С, частота которой была намного ниже, чем ожидалось от установленной внутренней модели Сатурна. Они обнаружили, что этот частотный паттерн накладывает новые строгие ограничения на внутренний состав Сатурна.
"Наши модели накладывают жесткие ограничения на массу и размер ядра тяжелых элементов Сатурна, даже несмотря на то, что разреженная природа этого ядра требует более детального описания, чем в традиционных слоистых моделях", - написали они в своей статье.
Основываясь на этих ограничениях, они пришли к выводу, что масса ядра примерно в 55 раз больше массы Земли, и в нем содержатся камни и лед на 17 масс Земли. Остальные будут преимущественно водородом и гелием; все это расплывчато и постепенно смешано, а не строго очерчено стратификацией, с более плотной концентрацией более тяжелых элементов в самом центре.
Читай также: Юпитер и Сатурн оставят следы на трупе Солнца
Это создает некоторую проблему для моделей образования планет. Считается, что планеты формируются по восходящей модели срастания гальки, в которой маленькие куски породы электростатически связаны друг с другом, пока планетарное "семя" не станет достаточно большим, чтобы гравитационно притягивать все больше и больше материала - в конечном итоге формируя планету.
Для газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, считалось, что более тяжелый материал опускается к центру, образуя твердое ядро и позволяя газу с более низкой плотностью подниматься во внешние области.
Последние модели предполагают более постепенное распределение материала; или возможно, что конвективное перемешивание приводит к более постепенному распределению.
Тем не менее, моделирование путей формирования нечеткого ядра оказалось сложной задачей, и, вероятно, потребуются более сложные научные ухищрения, чтобы полностью понять, как это может происходить.
Напомним, ранее сообщалось, что Сатурн стремительно теряет свои кольца.
Хотите знать важные и актуальные новости раньше всех? Подписывайтесь на Bigmir)net в Facebook и Telegram.
