Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 19.08.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Миссия "Кассини": Сатурн продолжает удивлять, несмотря на завершение программы

shortstoryf

По мере того, как космическая станция «Кассини» продолжает свои еженедельные «погружения» в пространство между Сатурном и его кольцами, учёные установили, что магнитное поле планеты не имеет хоть сколько-нибудь заметного наклона. Это удивительное наблюдение означает, что истинная продолжительность дня у газового гиганта всё ещё неизвестна. И это только ода из особенностей, которую удалось выявить за время заключительной фазы миссии аппарата.

Сатурн Кассини

Эта мозаика состоит из 137 кадров, полученных станцией «Кассини» во время первого погружения между кольцами и Сатурном 26 апреля 2017 года. Хорошо видна атмосфера планеты от северного полярного вихря до границы реактивных струй шестиугольной формы. Хорошо просматривают полосы и вихри в средних широтах. Первый кадр мозаики сосредоточен на северном полюсе Сатурна, а последний — на области 18 градусов северной широты. Во время пролёта между кольцами и планетой расстояние до облачного покрова изменилось с 72400 до 8374 километров, а масштаб получаемых кадров увеличился с 8.7 километра на пиксель до 1 километра на пиксель. Внизу мозаики видны искривления, которые возникли в результате вращения аппарата с целью направления антенны в направлении движения в качестве защиты от мелких частиц колец. Изображения были получены в видимом диапазоне с помощью широкоугольной камеры. Оригинальный размер кадров не превышает 512 на 512 пикселей, он был выбран с целью ускорения съёмки. Кадры были спроецированы на плоскость прежде, чем были сложены в мозаику. Источник: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Hampton University

Другие самые свежие научные данные содержат многообещающие намёки о структуре и составе ледяных колец Сатурна. Это понимание исходит из изображений системы колец и атмосферы планеты, которые были получены в высоком разрешении. «Кассини» в настоящее время проходит по 15 орбите из 22 запланированных, на которых совершается пролёт сквозь проём между кольцами и самой планетой. Заключительный этап миссии начался 26 апреля 2017 года и закончится с его погружением в атмосферу 15 сентября этого же года.

«В конце своего путешествия «Кассини» работает практически идеально. Его данные продолжают удивлять и восхищать, поскольку мы понимаем, что понимаем самую последнюю научную информацию, которую только можем добыть», — Эрл Мейз, руководитель проекта «Кассини» в Лаборатории реактивного движения НАСА.

Учёные, которые занимаются обработкой полученных данных, очень восхищены, а в некоторых случаях и удивлены, наблюдениями, которые проводит «Кассини».

Сатурн Кассини

Самое свежее изображение особенностей в кольце C Сатурна, которые называют плато. Оказывается, что у них присутствует полосатая текстура, которая очень сильно отличается от текстур областей вокруг них. Центральная особенность снимка названа Плато P1, она расположена на расстоянии 76200 километров от центра Сатурна. Здесь же можно различить три различных текстуры. Само плато пронизано удлинёнными полосами, в то время как более яркие структуры имеют равномерную текстуру, похожую на то, что наблюдалась в кольце A. Более тёмные особенности кольца не имеют текстуры вообще. Предполагается, что они предоставляют информацию о различных путях, посредством которых частицы колец взаимодействовали друг с другом, хотя учёные всё ещё не поняли, что всё это значит. Плато более яркие, чем их окружение и имеют более острые края. Недавние исследования указывают, что плато фактически не содержат больше вещества, чем их окружение, и при этом они не отличаются в своём химическом составе, что означало бы, что их большая яркость обусловлена меньшими размерами частиц. Дело в том, что если определённое количество вещества будет разбито на части, то оно будет выглядеть ярче, так как будет увеличена суммарная площадь отражающих поверхностей. Изображения были получены в синхронизации с орбитой отдельных частиц колец, поэтому любые удлинённые структуры там действительно находятся и не являются артефактами камеры. Это изображение было получено 4 июня 2017 года узкоугольной камерой «Кассини» на освещённой Солнцем стороне колец на расстоянии 51830 километров от изображаемой области. Масштаб — 325 метров на пиксель. Источник: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

«Данные, которые мы получаем от космической станции, настолько захватывающие, насколько мы и ожидали, даже несмотря на то, что мы ещё находимся в фазе глубокого анализа данных о Сатурне и его кольцах», — Линда Спилкер, научный руководитель миссии.

Ранний анализ магнитного поля

Сатурн Кассини

Центральная особенность этого изображения именуется как плато P5, она расположена на расстоянии 84800 километров от центра Сатурна. Снимок получен 29 мая 2017 года узкоугольной камерой «Кассини» с расстояния 64100 до области съёмки. Масштаб — 445 метров на пиксель. Источник: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

На основании данных, собранных магнитометром «Кассини», удалось выяснить, что магнитное поле Сатурна удивительно хорошо выровнено относительно оси вращения планеты. Его наклон составляет менее 0.06 градуса, что соответствует самой низкой границе чувствительности прибора.

Это наблюдение противоречит теоретическому пониманию учёных о том, как генерируются магнитные поля. Для того чтобы у планеты возникло магнитное поле, согласно современным теориям, требуется определённый угол наклона, чтобы поддерживать токи, текущие через жидкий металл глубоко в недрах планеты. В случае с Сатурном предполагается, что его ядро состоит из жидкого металлического водорода. Если не будет такого наклона, то токи попросту не смогут течь, и поле исчезнет.

Сатурн Кассини

Звуки и разноцветная спектрограмма на изображении и видео представляют данные, собранные спектрометром плазмы и радиоволн RPWS 28 мая 2017 года, когда «Кассини» прошёл через кольцо D. Аппарат в этот момент был сориентирован таким образом, чтобы его самая большая антенна выступала в качестве защитного экрана, чтобы защитить более чувствительные компоненты от возможного влияния частиц кольца. Три антенны RPWS длиной 10 метров были включены во время этого прохода. Поскольку крошечные частицы, размером с пылинку, ударяются о «Кассини» и антенны RPWS, они испаряются в виде крошечных облаков плазмы или электрически заряженного газа. Эти крошечные взрывы создают слабые сигналы, которые способен уловить спектрометр. Специалисты переводят эти сигналы в аудио и видео форматы, как здесь, для анализа. На аудио удары частиц кольца слышны как скрипы и хлопки. Анализируя график, становится видно, что частота столкновений увеличивается в области времени, соответствующей 14:23. На графике это видно как красно-оранжевый пик. Метки на оси X обозначают время (верхняя линия), расстояние от центра планеты в радиусах Сатурна (средняя линяя) и широту на Сатурне под космическим аппаратом (нижняя линия). Эти данные можно сравнить с первыми, зарегистрированными во время погружения 26 апреля 2017 года. Тогда первоначально учёные посчитали, что не было никаких существенных частиц, но позже удалось определить, что эти пылинки всё же есть, просто они создают очень маленькое напряжение, которое RPWS не может зарегистрировать. Их удалось обнаружить благодаря анализатору пыли «Кассини». После пересечения плоскости кольца слышна серия высоких свистов. Такие звуки были обнаружены во время работы на каждой из орбит финальной фазы, учёные занимаются исследованием этого источника. Источник: NASA/JPL-Caltech/University of Iowa

Любой наклон относительно магнитного поля сделал бы любое ежедневное колебания недр планеты заметным, показывая, таким образом, истинную продолжительность дня на Сатурне, которая до сих пор является неопределимой.

«Угол наклона, скорее всего, ещё меньше, чтобы мы оценивали раньше, к тому же такое его состояние довольно сложно оценить. Пока мы не можем оценить продолжительность дня на Сатурне, но мы продолжаем работать над этой проблемой», — Мишел Доэрти, специалист по работе с магнитометром «Кассини».

Отсутствие наклона может, в конечном счете, быть исправлено с получением дальнейших данных. Доэрти и её команда полагают, что некоторый аспект глубокой атмосферы планеты мог бы маскировать истинное внутреннее магнитное поле. Команда будет продолжать собирать и анализировать данные даже в самом конце миссии, включая и момент времени погружения в Сатурн.

Данные от магнитометра также будут оценены совместно с измерениями «Кассини» поля силы тяжести. Ранний анализ данных о гравитационной силе показывает несоответствия в некоторых частях с моделями внутреннего строения Сатурна. Это предполагает, что внутри планеты есть что-то, что всё ещё ожидает нашего открытия.

Анализируя Сатурн

Сатурн Кассини

Это изображение представлено в ложных цветах и показывает нам кольца Сатурна за пределами их горизонта освещения. Оно сложено из кадров, полученных с применением красного, зелёного и ультрафиолетового спектрального фильтра 16 июля 2017 года с расстояния примерно 1.25 миллиона километров от Сатурна. Масштаб изображения составляет 7 километров на пиксель. Источник: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

В дополнение к исследованиям интерьера планеты, «Кассини» впервые получил образцы атмосферы Сатурна и основных его колец, что обещает новое понимание о составе и структуре этих элементов системы. Анализатор космической пыли CDA собрал множество частиц колец размерами до нанометра, пролетая через разрыв между кольцами планеты, в то время как его масс-спектрометр INMS «вдохнул» в себя частицы наиболее удалённой от планеты атмосферы, которую называют экзосферой.

Во время первого погружения «Кассини», которое состоялось 26 апреля 2017 года, аппарат был сориентирован так, чтобы его большая антенна в форме блюдца действовала как защитный экран от налетающих на аппарат частиц колец, которые могли повредить миссию. Вначале учёным показалось, что в этой области не было никаких существенных объектов, но позже были определены очень маленькие частицы, которые не могли быть замечены CDA.

Анализатору космической пыли позволили выглянуть из-за антенны «Кассини» во время третьего пролёта из четырёх. В это время аппарат пролетал сквозь самое внутреннее из главных колец — кольцо D. Состоялось это событие 29 июня 2017 года. Дело в том, что во время первых двух пролётов сквозь это кольцо, было установлено, что среда здесь не агрессивная, поэтому экранирование приборов можно было ослабить в надежде на захват частичек колец. Именно таким образом CDA успешно захватил несколько самых крошечных частиц. Учёные ожидают, что вскоре смогут предоставить очень важную информацию об их составе.

Во время работы на пяти последних орбитах, а также во время самого главного события — погружения в атмосферу — инструмент INMS получит образцы атмосферы значительно глубже. «Кассини» будет «чиркать» за внешние слоит атмосферы во время этих проходов, и инструмент, как ожидается, отправит особо важные данные по составу атмосферы Сатурна во время заключительного погружения.

Удивительные изображения

Сатурн Кассини

Эта мозаика состоит из 30 кадров, она была запечатлена 29 июня 2017 года, когда «Кассини» летел к промежутку между Сатурном и его кольцами. Первый кадр сосредоточен на координате 80 градусов северной широты, аппарат в это время был на высоте 26000 километров над самыми верхними слоями облаков на 45 градусах северной широты. Последний кадр был получен с высоты 13000 километров на 30 градусах северной широты, камера смотрела точно вниз. Все изображения этой мозаики были получены в ближнем инфракрасном диапазоне, сосредоточенном на длине волны 752 нм. Такая частота была выбрана не случайно: этот диапазон является наиболее чувствительным в верхним границам атмосферы Сатурна. Источник: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Не отставали от других и камеры «Кассини», которые также были поглощены работой, что позволило им передать на Землю одни из самых качественных изображений колец и планеты, которые когда-либо были получены. Например, были опубликованы снимки крупных планов кольца C, которое демонстрирует присутствие таинственных светлых полос, называемых «плато». Они выглядят как, существенно отличающиеся от основных, текстуры в соседних секциях кольца. Плато имеют полосатую текстуру, в то время как смежные области выглядят более монолитными и не имеют никакого очевидного рисунка вообще. Учёные полагают, что новые изображения могут пролить свет на то, почему эти плато находятся там, и в чём различия в их частицах.

Во время двух сближений с Сатурном, которые состоялись 26 апреля и 29 июня, камеры «Кассини» запечатлели облачные пейзажи планеты с ультраблизкого расстояния. Учёные объединили их в две новые мозаики и в анимационные ролики.

По информации НАСА.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google