От прессъобщение на JPL:
Нов анализ, базиран на данни от космическия кораб "Касини" на НАСА, открива причинно-следствена връзка между мистериозни, периодични сигнали от магнитното поле на Сатурн и експлозии на горещ йонизиран газ, известен като плазма, около планетата.
Учените откриха, че огромни облаци от плазма периодично цъфтят около Сатурн и се движат около планетата като неуравновесен товар пране при въртящ се цикъл. Движението на тази гореща плазма произвежда повтарящ се подпис „туп” в измерванията на въртящата се магнитна среда на Сатурн и помага да се илюстрира защо учените са имали толкова трудно време да измерват продължителността на един ден на Сатурн.
„Това е пробив, който може да ни насочи към произхода на мистериозно променящите се периодичности, които замъгляват истинския период на въртене на Сатурн“, казва Понтус Бранд, водещият автор на статията и учен от екипа на Касини, базиран в Университета по приложна физика на Джонс Хопкинс Лаборатория в Лорел, Md: "Големият въпрос е защо тези експлозии се случват периодично."
Данните показват как плазмените инжекции, електрическите токове и магнитното поле на Сатурн - явления, които са невидими за човешкото око - са партньори в сложна хореография. Периодичните плазмени експлозии образуват острови на налягане, които се въртят около Сатурн. Островите на налягане „надуват“ магнитното поле.
Нова анимация, показваща свързаното поведение, може да се види на уебсайта на Cassini.
Визуализацията показва как невидимата гореща плазма в магнитосферата на Сатурн - магнитният балон около планетата - експлодира и изкривява линиите на магнитното поле в отговор на налягането. Магнитосферата на Сатурн не е перфектен балон, защото се издухва от силата на слънчевия вятър, който съдържа заредени частици, изтичащи от слънцето.
Силата на слънчевия вятър разтяга магнитното поле на страната на Сатурн, обърната встрани от слънцето, в така наречения магнето. Сривът на магнитотипа изглежда стартира процес, който причинява горещи плазмени изблици, които от своя страна надуват магнитното поле във вътрешната магнитосфера.
Учените все още изследват какво причинява разрушаването на магнитопровода на Сатурн, но има силни индикации, че студената плътна плазма първоначално от лунния Енцелад на Сатурн се върти със Сатурн. Центробежните сили разтягат магнитното поле, докато част от опашката щракне назад.
Щракането назад загрява плазма около Сатурн и нагрятата плазма става в капан в магнитното поле. Той се върти около планетата на острови със скорост от около 100 километра в секунда (200 000 мили в час). По същия начин, по който системите за високо и ниско налягане на Земята причиняват ветрове, високото налягане на космоса причинява електрически токове. Токовете причиняват изкривяване на магнитното поле.
Радио сигнал, известен като Километрично излъчване на Сатурн, който учените са използвали за оценка на продължителността на един ден на Сатурн, е тясно свързан с поведението на магнитното поле на Сатурн. Тъй като Сатурн няма повърхност или фиксирана точка, която да следи скоростта на въртене, учените заключиха скоростта на въртене от определяне на върховете в този тип радиоизлъчване, за което се предполага, че нараства с всяко въртене на планета. Този метод работи за Юпитер, но сигналите на Сатурн са различни. Измерванията от началото на 80-те, предприети от космическия кораб Voyager на НАСА, данните, получени през 2000 г. от мисията ESA / NASA Ulysses, и данните на Cassini от около 2003 г. до днес се различават с малка, но значителна степен. В резултат на това учените не са сигурни колко е дълъг ден на Сатурн.
„Важното в тази нова работа е, че учените започват да описват глобалните, причинно-следствени връзки между някои от сложните, невидими сили, които оформят Сатурнова среда“, казва Марсия Бъртън, ученът за изследване на полета и частици Касини в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА , Пасадена, Калифорния. „Новите резултати все още не ни дават продължителност на Сатурнов ден, но ни дават важни улики да започнем да го измисляме. Дължината на деня на Сатурн или скоростта на въртене на Сатурн е важна за определяне на основните свойства на Сатурн, като структурата на вътрешността му и скоростта на ветровете му. "
Плазмата е невидима за човешкото око. Но йонната и неутрална камера на магнитосферния инструмент за изображения на Касини осигурява триизмерен изглед, като открива енергийни неутрални атоми, излъчвани от плазмените облаци около Сатурн. Енергични неутрални атоми се образуват, когато студен, неутрален газ се сблъсква с електрически заредени частици в облак от плазма. Получените частици са неутрално заредени, така че те са в състояние да избягат от магнитните полета и да се увеличат в космоса. Излъчването на тези частици често се случва в магнитните полета около планетите.
Струпвайки заедно изображения, получени на всеки половин час, учените произвеждаха плазмени филми, докато се движеха около планетата. Учените използват тези изображения, за да реконструират 3-D налягането, произведено от плазмените облаци, и допълват тези резултати с плазмено налягане, получено от плазмения спектрометър Касини. След като учените разбраха за налягането и неговата еволюция, те можеха да изчислят свързаните с тях смущения на магнитното поле по пътя на полета на Касини. Изчисленото безпокойство на полето съвпада с наблюдаваното магнитно поле „тъпче“ перфектно, потвърждавайки източника на трептенията на полето.
„Всички знаем, че променящите се периоди на въртене са наблюдавани при пулсари, милиони светлинни години от нашата Слънчева система и сега установяваме, че подобно явление се наблюдава точно тук, в Сатурн“, каза Том Кримигис, главен изследовател на магнитосферния образен инструмент , базиран също в Лабораторията по приложна физика и в Академията в Атина, Гърция. „С инструменти точно на мястото, където се случва, можем да кажем, че плазмените потоци и сложните токови системи могат да маскират реалния период на въртене на централното тяло. Ето как наблюденията в нашата Слънчева система ни помагат да разберем какво се вижда в далечни астрофизични обекти. "
Източник: JPL
