211service.com
Saturno vidus šliaužia aplinkui
Saturno žiedai, kaip matyti iš Cassini zondo. NASA
Saturnas, kurio masyvūs žiedai tęsiasi 175 000 mylių skersmens, yra vienintelė Saulės sistemos planeta. Pasirodo, jo vidus taip pat gana unikalus. Naujas tyrimas Pirmadienį žurnale „Nature Astronomy“ paskelbta, kad šeštoji planeta nuo saulės turi neaiškią šerdį, kuri juda aplinkui.
Tai gana stebinantis atradimas. Įprastas Saturno ar Jupiterio vidinės struktūros vaizdas yra kompaktiškas uolų ar ledinių medžiagų branduolys, apsuptas mažesnio tankio vandenilio ir helio apvalkalo. Kristupas Mankovičius , Caltech planetų mokslininkas ir naujojo tyrimo bendraautoris kartu su savo kolega Jimas Fulleris .
Mankovičius ir Fulleris iš esmės yra neryški tos įprastos struktūros versija. Užuot matę tvarkingą ribą, skiriančią sunkesnius akmenis ir ledą nuo lengvesnių elementų, jie nustatė, kad šerdis svyruoja, todėl nėra vieno aiškaus atskyrimo.
Ši išsklaidyta šerdis tęsiasi iki maždaug 60 % Saturno spindulio – didžiulis šuolis nuo 10 iki 20 % planetos spindulio, kurį užimtų tradicinė šerdis.
Vienas iš drąsiausių tyrimo aspektų yra tai, kad išvados nebuvo gautos tiesiogiai išmatavus šerdį – ko mes niekada negalėjome padaryti. Vietoj to, Mankovičius ir Fulleris kreipėsi į seismografinius Saturno žiedų duomenis, kuriuos pirmą kartą surinko NASA Cassini misija, kuri tyrinėjo Saturno sistemą 2004–2017 m.
Saturnas iš esmės visada skamba kaip varpas, sako Mankovichas. Kai šerdis svyruoja, ji sukuria gravitacinius trikdžius, kurie veikia aplinkinius žiedus ir sukuria subtilias bangas, kurias galima išmatuoti. Kai planetos šerdis svyravo, Cassini sugebėjo ištirti Saturno C žiedą (antrąjį žiedų bloką nuo planetos) ir išmatuoti mažą, bet nuoseklų branduolio sukeltą gravitacinį žiedą.
Mankovichas ir Fulleris pažvelgė į duomenis ir sukūrė Saturno struktūros modelį, kuris paaiškintų šias seismografines bangas, o rezultatas yra neryškus interjeras. Šis tyrimas yra vienintelis tiesioginis įrodymas, kad skystoje planetoje yra išsklaidyta branduolio struktūra, sako Mankovichas.
Mankovičius ir Fulleris mano, kad struktūra veikia ta, kad šalia Saturno centro esančios uolos ir ledas tirpsta vandenilyje, todėl šerdis gali elgtis kaip skystis, o ne kietas. Jų modelis rodo, kad išsklaidytoje Saturno šerdyje yra uolienų ir ledo, kurių masė yra daugiau nei 17 kartų didesnė už visos Žemės masę, taigi, aplink svyruoja daug medžiagos.
Išsklaidyta šerdis gali turėti keletą didelių pasekmių Saturno veikimui. Svarbiausia yra tai, kad jis stabilizuotų dalį interjero nuo konvekcinio karščio, kuris priešingu atveju sukeltų Saturno vidų su turbulencija. Tiesą sakant, ši stabilizuojanti įtaka sukelia vidines gravitacijos bangas, turinčias įtakos Saturno žiedams. Be to, išsklaidyta šerdis paaiškintų, kodėl Saturno paviršiaus temperatūra yra aukštesnė nei tradiciniai konvekciniai modeliai.
Vis dėlto Mankovich pripažįsta, kad modelis yra ribotas kai kuriais svarbiais būdais. Ji negali paaiškinti, ką mokslininkai pastebėjo apie Saturno magnetinį lauką, kuris daugeliu atžvilgių yra keistas (pavyzdžiui, jo ašies simetrija yra beveik tobula, o tai yra gana neįprasta). Jis ir Fulleris tikisi, kad būsimi tyrimai gali siauriau apriboti vidų ir padėti mokslininkams suprasti, kaip planetos šerdis gali paveikti jos magnetinį lauką.
Jie taip pat tikisi, kad NASA Juno misija gali atskleisti panašų išsklaidytą Jupiterį. Tai labai padėtų patvirtinti įtarimus, kad kai susidaro milžiniškos planetos, procesas natūraliai sukuria medžiagos gradientus, o ne švarius ir tvirtus branduolius. Kai kurie tyrimai, naudojant Juno surinktus gravitacijos duomenis panašu, kad taip pat palaiko šią idėją .