JPL: n lehdistötiedotteesta:
Uusi analyysi, joka perustuu NASA: n Cassini-avaruusaluksen tietoihin, löytää syy-yhteyden salaperäisten, ajoittaisten signaalien välillä Saturnuksen magneettikentästä ja kuumien ionisoitujen kaasujen, nimeltään plasma, räjähdysten välillä planeetan ympärillä.
Tutkijat ovat havainneet, että valtavat plasmapilvet kukkivat ajoittain Saturnuksen ympärillä ja liikkuvat ympäri planeettaa kuin epätasapainoinen pyykkikuorma kehräysjaksossa. Tämän kuuman plasman liike tuottaa toistuvan allekirjoituksen ”jyrkän” Saturnuksen pyörivän magneettisen ympäristön mittauksissa ja auttaa havainnollistamaan, miksi tutkijoilla on ollut niin vaikea aika mitata päivän pituutta Saturnuksella.
"Tämä on läpimurto, joka voi osoittaa meidät salaperäisesti muuttuvien jaksojen alkuperälle, jotka peittävät Saturnuksen todellisen kiertokauden", sanoi Pontus Brandt, paperille johtava kirjailija ja Cassini-tiimin tutkija, joka työskentelee Johns Hopkinkin yliopiston sovelletussa fysiikassa. Laboratorio Laurelissa, Md. "Nyt suuri kysymys on, miksi näitä räjähdyksiä tapahtuu määräajoin."
Tiedot osoittavat, kuinka plasman injektiot, sähkövirrat ja Saturnin magneettikenttä - ihmisen silmälle näkymättömät ilmiöt - ovat monimutkaisen koreografian kumppaneita. Määräajoin tapahtuvat plasmaräjähdykset muodostavat painesaaret, jotka pyörivät Saturnuksen ympärillä. Painesaaret “paisuttavat” magneettikentän.
Uusi animaatio, joka osoittaa linkitetyn käyttäytymisen, on nähtävissä Cassinin verkkosivustolla.
Visualisointi näyttää kuinka näkymätön kuuma plasma Saturnuksen magnetosfäärissä - planeetan ympärillä olevassa magneettikuplissa - räjähtää ja vääristää magneettikenttäviivoja vastauksena paineeseen. Saturnuksen magnetosfääri ei ole täydellinen kupla, koska se puhalletaan takaisin auringon tuulen voimalla, joka sisältää auringosta virtaavia varautuneita hiukkasia.
Auringon tuulen voimakkuus venyttää aurinkoa kohti olevan Saturnin sivun magneettikentän ns. Magnetotailiin. Magnetosaunan romahtaminen näyttää käynnistävän prosessin, joka aiheuttaa kuumia plasmapurskauksia, jotka puolestaan paisuttavat magneettikentän sisäiseen magnetosfääriin.
Tutkijat selvittävät edelleen, mikä aiheuttaa Saturnuksen magneettisaunan romahtamisen, mutta on olemassa vahvoja viitteitä siitä, että kylmä, tiheä plasma, joka oli alun perin peräisin Saturnin kuusta Enceladus, pyörii Saturnin kanssa. Keskipakovoimat venyttävät magneettikenttää, kunnes osa häntä napsahtaa takaisin.
Napsauttava takaosa lämmittää plasmaa Saturnin ympärillä ja lämmitetty plasma jää loukkuun magneettikentään. Se pyörii planeetan ympärillä saarilla nopeudella noin 100 kilometriä sekunnissa (200 000 mph). Samoin kuin maapallon korkea- ja matalapainejärjestelmät aiheuttavat tuulet, avaruuden korkeat paineet aiheuttavat sähkövirtoja. Virrat aiheuttavat magneettikentän vääristymiä.
Radiosignaali, joka tunnetaan nimellä Saturnuskilometrinen säteily, jota tutkijat ovat käyttäneet arvioimaan päivän pituuden Saturnuksessa, liittyy läheisesti Saturnin magneettikentän käyttäytymiseen. Koska Saturnuksella ei ole pintaa tai kiinteää pistettä pyörimisnopeuden näyttämiseksi, tutkijat päättelivät pyörimisnopeuden ajoittamalla tämän tyyppisen radiosäteilyn huiput, joiden oletetaan nousevan planeetan jokaisen pyörimisen yhteydessä. Tämä menetelmä on toiminut Jupiterille, mutta Saturnuksen signaalit ovat vaihdelleet. NASA: n Voyager-avaruusaluksen mittaukset 1980-luvun alkupuolelta, ESA / NASA Ulysses -operaation vuonna 2000 hankkimat tiedot ja Cassini-tiedot vuodesta 2003 nykypäivään eroavat pienellä, mutta merkittävällä tavalla. Seurauksena on, että tutkijat eivät ole varmoja kuinka pitkä Saturnuksen päivä on.
"Tärkeää tässä uudessa teoksessa on se, että tutkijat ovat alkaneet kuvata maailmanlaajuisia syy-suhteita joidenkin monimutkaisten, näkymättömien voimien välillä, jotka muodostavat Saturnuksen ympäristön", kertoi Marcia Burton, Cassini-kenttien ja hiukkasten tutkija NASA: n Jet-propulsiolaboratoriossa. , Pasadena, Kalifornia. ”Uudet tulokset eivät vieläkään anna meille Saturnuksen päivän pituutta, mutta ne antavat meille tärkeitä johtolankoja aloittaaksemme sen selvittämisen. Saturnuksen päivän pituus tai Saturnin pyörimisnopeus on tärkeä Saturnuksen perustavanlaatuisten ominaisuuksien, kuten sisätilojen rakenteen ja tuulen nopeuden, määrittämisessä. "
Plasma on näkymätön ihmissilmälle. Mutta Cassinin magnetosfäärin kuvantamislaitteessa oleva ioni- ja neutraalikamera tarjoaa kolmiulotteisen kuvan havaitsemalla Saturnuksen ympärillä olevien plasmapilvien säteilemät energeettiset neutraalit atomit. Energeettiset neutraalit atomit muodostuvat, kun kylmä, neutraali kaasu törmää sähköä varaavien hiukkasten kanssa plasmapilvessä. Tuloksena olevat hiukkaset ovat neutraalisti varautuneita, joten ne pääsevät magneettikenttiin ja zoomaavat avaruuteen. Näiden hiukkasten säteily tapahtuu usein planeettoja ympäröivissä magneettikentissä.
Joustamalla puolituntien välein saatuja kuvia, tutkijat tuottivat elokuvia plasmasta, kun se ajautui ympäri planeettaa. Tutkijat käyttivät näitä kuvia rekonstruoidakseen plasmapilvien tuottaman 3D-paineen, ja täydensi näitä tuloksia plasmapaineilla, jotka johdettiin Cassini-plasmaspektrometristä. Kun tutkijat ymmärsivät paineen ja sen kehityksen, he voisivat laskea niihin liittyvät magneettikentän häiriöt Cassinin lentoradalla. Laskettu kentän häiriö vastasi havaittua magneettikentän ”peukaloa” täydellisesti, mikä vahvistaa kentän värähtelyjen lähteen.
"Me kaikki tiedämme, että pulsaareissa, miljoonien valovuosien päässä aurinkokunnastamme, on havaittu muuttuvia kiertoaikoja, ja nyt havaitsemme, että samanlainen ilmiö havaitaan täällä Saturnuksessa", kertoi Tom Krimigis, magnetosfäärin kuvantamislaitteen päätutkija. , joka perustuu myös sovelletun fysiikan laboratorioon ja Ateenan akatemiaan, Kreikka. ”Kun instrumentit ovat oikeassa paikassa, missä se tapahtuu, voimme kertoa, että plasmavirtaukset ja monimutkaiset virtajärjestelmät voivat peittää keskuskappaleen todellisen kiertokauden. Näin aurinkokuntamme havainnot auttavat meitä ymmärtämään, mitä nähdään kaukaisissa astrofysikaalisissa kohteissa. "
Lähde: JPL
