Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 26.05.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Сатурн обладает уникальным магнитным полем

Сатурн обладает уникальным магнитным полем
shortstoryf

В последнее время Сатурн почти каждый день появляется в сводках новостей. В этот раз планета подверглась «препарированию» со стороны исследователей из Айовского университета, которые изучали, как магнитосфера Сатурна меняется в зависимости от времени года. Предполагается, что это исследование может разъяснить продолжительность суток на Сатурне и даже дополнить понимание магнитосферы нашей планеты.

Магнитосферы планет — самые сложные структуры в Солнечной системы, а магнитосферы Солнца, Юпитера и Сатурна являются еще и самыми большими. В отличие от Земли, которая имеет твердую скалистую поверхность, Сатурн состоит из облаков и жидких газовых слоев, которые вращаются в атмосфере каждый со своей скоростью. Такое поведение сильно мешало ученым точно определить сколько длятся сутки на Сатурне.

Несколько десятилетий назад были предприняты попытки измерить продолжительность суток у Сатурна. Было выявлено, что Сатурн является источником сильного низкочастотного радио излучения в километровом диапазоне длин волн. Этому излучению было дано обозначение «Saturn kilometric radiation» («SKR»). Известно, что частота излучения лежит в пределах 10-1300 кГц, что соответствует длине волны в несколько километров, со средней частотой около 400 кГц. Мощность излучения модулируется вращением планеты и строго коррелирует с изменением давления солнечного ветра. Например, когда Сатурн находился внутри магнитного хвоста Юпитера в 1981 году, «SKR» было полностью блокировано. Излучение в километровых длинах волн обусловлено мазерным механизмом усиления излучения, или так называемым циклотронным излучением. В этом случае электрон двигается с ускорением по спиральной траектории в направлении линии магнитного излучения, что приводит к излучению в полярных областях планеты. Таким образом «SKR» тесно связано с полюсами. Само излучение представляет собой эмиссию, разделенную по спектрам излучений, и узкополосные тоны с полосами пропускания в пределах 200 Гц.

Модуляция радио излучения вследствие вращения планеты традиционно используется для определения суточного вращения газовых планет. В случае с Сатурном это определить затруднительно, поскольку, по некоторым оценкам, его период оборота составляет десятки лет. В 1980-1981 годах были предприняты попытки измерить уровень радио излучения с помощью пролета аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2». По полученным данным было принято время поворота Сатурна вокруг своей оси, равное 10 часам 39 минутам и 24 секундам ± 7 секунд. Дальнейшее наблюдение показало, что период модуляции изменяется приблизительно на 1 процент в течение 20-30 дней. Есть определенная корреляция между периодом вращения и скоростью солнечного ветра, однако и это не может прояснить однопроцентное изменение вращения. Возможно это связано с тем, что сатурнианское магнитное поле, идеально лежащее в направлении главных осей, не требует наличия строго синхронного вращения магнитосферной плазмы.

В настоящее время, главной задачей миссии «Кассини» является изучение магнитосферы Сатурна. Уже было обнаружено, что северный и южный полюса планеты живут по своим собственным дням, которые могут отличаться друг от друга на недели, а возможно и на года. Тим Кеннели (Tim Kennelly), третьекурсник из Айовского университета одним из первых наблюдал сезонные изменения в магнитосфере Сатурна. К тому же, полученные сведения можно распространить и на другие планеты, включая и Землю.

Уже было известно, что процессы в магнитосфере Сатурна объединены каким-то общим связуемым. Это было ясно из «подписей» поля в магнитном хвосте Сатурна. Кеннели проанализировал зарегистрированные данные с июля 2004 года по декабрь 2011 года, полученные инструментом Plasma Wave Science (RPWS), установленном на аппарате «Кассини», и пришел к некоторым заключениям. Во-первых, он обратил внимание на вращающиеся потоки горячего наэлектризованного газа, называемого так же плазмой. Отметив моменты времени, когда эти завихрения только образуются, до диссипации под действием магнитного поля, Кеннели обнаружил, что появление вихрей коррелирует с активностью в северном и южном полушариях, в зависимости от сезона. В течение зимы в северном полушарии, образование плазмы совпадает с периодом «SKR». То же самое можно сказать и про зимний период в южном полушарии. Выяснилось, что эти события строго завязаны друг с другом и точно следуют за изменениями времен года планете.

Предполагается, что эти открытия могут пролить свет на некоторые аспекты строения земной магнитосферы и радиационных поясов Ван Аллена, которые имеют существенное влияние на безопасность космических полетов и работу спутниковых и мобильных телефонов.

Магнитное поле Сатурна

Магнитное поле Сатурна. Источник: NASA/JPL-Caltech

По информации University of Iowa.

Метки

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

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