Uraauurtava tiede erittäin läheisiltä Saturnuksen kiertoradilta
Taiteilijan käsitys NASAn Cassini -avaruusaluksesta, joka kiertää Saturnusta. Kuva kauttaNASA/JPL-Caltech.
NASA: nCassinitehtävä lähestyi viimeistä kertaa Saturnusta ja kiersi planeetan ilmakehään hieman yli vuosi sitten. Tällä viikolla (5. lokakuuta 2018) kuusi tutkijaryhmääjulkaistuheidän työnsävertaisarvioitupäiväkirjaGeofysiikan tutkimuskirjeet, perustuu Cassinin havaintoihinSuuri finaali.
Silloin kun avaruusaluksen polttoaine oli loppumassa, lähetystyöryhmä ohjasi Cassinin näyttävästi lähellä Saturnusta 22 kiertoradalla, ennen kuin se tahallisesti höyrystyi lopullisessa syöksyssä ilmakehään syyskuussa 2017.
Tietäen, että Cassinin päivät oli luettu, sen lähetystyöryhmä lensi avaruusaluksen sinne, missä sitä ei koskaan suunniteltu lentämään. Ensimmäistä kertaa Cassini tutki Saturnuksen magnetoitua ympäristöä, lensi jäisten, kivisten rengashiukkasten läpi ja haisi ilmakehän renkaiden ja pilvien yläosien välisessä 1200 mailin leveässä raossa. Lentomatka ei vain työntänyt avaruusalusta rajoilleen, vaan uudet havainnot osoittavat, kuinka voimakas ja ketterä se onvälineitäolivat.
Monia muita Grand Finale -tutkimuksen tuloksia on tulossa, mutta jotkut 5. lokakuuta kohokohdista - ja linkit papereihin - ovat alla.
Muutamia Cassinin suorista näytteistä saatuja havaintoja: monimutkaiset orgaaniset aineet satavat Saturnuksen renkaista; sisärenkaan hiukkaset ottavat sähkövarauksia ja kulkevat magneettikenttälinjoja pitkin; äskettäin paljastettu sähkövirtajärjestelmä ja säteilyvyö; ja Saturnuksen lähes nollan magneettikentän kallistuksen läheltä mittaus. Kuva kauttaNASA/JPL-Caltech.
Kohokohdat 5. lokakuuta 2018, artikkelitGeofysiikan tutkimuskirjeet:
- Monimutkaiset orgaaniset yhdisteet, jotka on upotettu veden nanokoneisiin, satavat Saturnuksen renkaista sen yläilmakehään. Tutkijat näkivät vettä ja silikaatteja, mutta olivat yllättyneitä nähdessään myös metaania, ammoniakkia, hiilimonoksidia, typpeä ja hiilidioksidia. Orgaanisten aineiden koostumus on erilainen kuin Enceladuksen kuussa - ja myös erilainen kuin Titan -kuussa, mikä tarkoittaa, että Saturnusjärjestelmässä on vähintään kolme erillistä orgaanisten molekyylien säiliötä.
-Cassini näki ensimmäistä kertaa läheltä kuinka renkaat ovat vuorovaikutuksessa planeetan kanssa ja havaitsi sisärenkaan hiukkasia ja kaasuja putoamassa suoraan ilmakehään. Jotkut hiukkaset ottavat sähkövarauksia ja kiertyvät magneettikenttälinjoja pitkin ja putoavat Saturnukseen korkeammilla leveysasteilla-ilmiö, joka tunnetaan nimellä 'rengassade'. Mutta tutkijat olivat yllättyneitä nähdessään, että muut vedetään nopeasti Saturnukseen päiväntasaajalla. Ja kaikki putoaa renkaista nopeammin kuin tiedemiehet uskoivat - jopa 22 000 kiloa (10 000 kiloa) materiaalia sekunnissa.
- Tutkijat olivat yllättyneitä nähdessään, miltä materiaali näyttää renkaiden ja Saturnuksen ilmakehän välisessä raossa. He tiesivät, että renkaiden hiukkaset vaihtelivat suurista pieniin. Mutta raon näytteenotto osoitti enimmäkseen pieniä, nanometrin kokoisia hiukkasia, kuten savua, mikä viittaa siihen, että jokin vielä tuntematon prosessi jauhaa hiukkasia.
- Saturnus ja sen renkaat ovat jopa enemmän yhteydessä toisiinsa kuin tutkijat ovat ajatelleet. Cassini paljasti aiemmin tuntemattoman sähköjärjestelmän, joka yhdistää renkaat Saturnuksen ilmakehän huipulle.
Taiteilijan käsitys NASAn Cassini -avaruusaluksesta, joka sukeltaa Saturnuksen ja sen sisimpien renkaiden väliin osana tehtävän suurta finaalia. Kuva kauttaNASA/JPL-Caltech.
- Tutkijat löysivät uuden säteilyvyön Saturnuksen ympäriltä, lähellä planeettaa ja koostuivat energiahiukkasista. He havaitsivat, että vaikka vyö todella leikkaa sisimmän renkaan, rengas on niin heikko, ettei se estä vyön muodostumista.
- Toisin kuin kaikki muut planeetat, joilla on magneettikenttä aurinkokunnassamme, Saturnuksen magneettikenttä on lähes täysin linjassa pyörimisakselinsa kanssa. Uudet tiedot osoittavat, että magneettikentän kallistus on alle 0,0095 astetta. (Maan magneettikenttä on kallistettu 11 astetta spin -akselistaan.) Sen mukaan, mitä tiedemiehet tietävät planeettojen magneettikenttien syntymisestä, Saturnuksella ei pitäisi olla sellaista. Se on mysteeri, jonka fyysikot pyrkivät ratkaisemaan.
- Cassini lensi Saturnuksen magneettinapojen yläpuolelle, suoraan näytteenottoalueille, joilla syntyy radiopäästöjä. Tulokset yli kaksinkertaistivat planeetan radiolähteiden suorien mittausten määrän, joka on yksi harvoista ei-maanpäällisistä paikoista, joissa tutkijat ovat pystyneet tutkimaan radiontuotantomekanismia, jonka uskotaan toimivan koko maailmankaikkeudessa.
Cassini -tehtävää varten Grand Finalesta kiertävä tiede kiertää enemmän kuin oikeutti lasketun riskin sukeltaa aukkoon - kuorimalla yläilmakehän ja kiertämällä sisärenkaiden reunaa, sanoi Cassini Project ScientistLinda Spilker. Hän sanoi:
Lähes kaikki tällä alueella tapahtuva oli yllätys. Se oli tärkeää mennä sinne, tutkia paikkaa, jossa emme olleet koskaan ennen olleet. Ja retkikunta todella kannatti - tiedot ovat valtavan jännittäviä.
Avaruusaluksen laitteiden Cassini -tietojen analysointi jatkuu tulevina vuosina, mikä auttaa maalaamaan selkeämmän kuvan Saturnuksesta. Spilker sanoi:
Paljon mysteerejä on jäljellä, kun kokoamme palapelin palaset. Cassinin viimeisten kiertoratojen tulokset osoittautuivat mielenkiintoisemmiksi kuin olisimme voineet kuvitella.
Tämä kuva kuvittelee näkymän NASAn Cassini -avaruusaluksesta yhden sen viimeisen sukelluksen aikana Saturnuksen ja sen sisimpien renkaiden välillä osana tehtävän suurta finaalia. kuva kauttaNASA/JPL Caltech.
Lue vuonna julkaistut lehdetGeofysiikan tutkimuskirjeet:
Kemialliset vuorovaikutukset Saturnuksen ilmakehän ja sen renkaiden välillä
Pölyhiukkaset putoavat Saturnuksen D-renkaasta päiväntasaajan yläilmakehään
In situ kokoelma pölyjyviä, jotka putoavat Saturnuksen renkaista ilmakehään
Energisten protonien säteilyvyö, joka sijaitsee Saturnuksen ja sen renkaiden välissä
Cassini Grand Finale paljasti Saturnuksen magneettikentän
Saturnuksen kilometrisäteilyn (SKR) matalataajuinen lähde
Bottom line: 5. lokakuuta 2018, lehtiGeofysiikan tutkimuskirjeetjulkaisi kokoelman tieteestä Cassinin avaruusaluksen viimeisiltä Saturnuksen erittäin läheisiltä kiertoradilta.