211service.com
Saturna iekšpuse šļakstās apkārt
Saturna gredzeni Cassini zondes skatījumā. NASA
Ar masīvajiem gredzeniem, kuru diametrs ir 175 000 jūdzes, Saturns ir unikāla planēta Saules sistēmā. Izrādās, ka arī tā iekšpuse ir diezgan unikāla. Jauns pētījums Pirmdien publicētais Nature Astronomy liecina, ka sestajai planētai no Saules ir izplūdis kodols, kas kustas apkārt.
Tas ir diezgan pārsteidzošs atradums. Parastais Saturna vai Jupitera iekšējās struktūras attēls ir kompakts akmeņaina vai ledaina materiāla kodols, ko ieskauj mazāka blīvuma ūdeņraža un hēlija apvalks, teikts. Kristofers Mankovičs , Caltech planētu zinātnieks un jaunā pētījuma līdzautors kopā ar savu kolēģi Džims Fullers .
Tas, ko Mankovičs un Fullers redzēja, būtībā ir šīs tradicionālās struktūras izplūdusi versija. Tā vietā, lai redzētu sakārtotu robežu, kas atdala smagākos akmeņus un ledu no vieglākajiem elementiem, viņi atklāja, ka kodols svārstās, tāpēc nav vienotas, skaidras atdalīšanas.
Šis izkliedētais kodols sniedzas līdz aptuveni 60% no Saturna rādiusa — milzīgs lēciens no 10 līdz 20% no planētas rādiusa, ko aizņem tradicionālais kodols.
Viens no pētījuma mežonīgākajiem aspektiem ir tas, ka atklājumi netika iegūti, tieši mērot kodolu, ko mēs nekad neesam spējuši izdarīt. Tā vietā Mankovičs un Fullers pievērsās seismogrāfiskajiem datiem par Saturna gredzeniem, ko pirmo reizi savāca NASA Cassini misija, kas pētīja Saturna sistēmu no 2004. līdz 2017. gadam.
Saturns būtībā visu laiku zvana kā zvans, saka Mankovičs. Kodolam šūpojoties, tas rada gravitācijas traucējumus, kas ietekmē apkārtējos gredzenus, radot smalkus viļņus, kurus var izmērīt. Kad planētas kodols svārstījās, Cassini varēja izpētīt Saturna C gredzenu (otrais gredzenu bloks no planētas) un izmērīt mazo, bet konsekvento gravitācijas gredzenu, ko izraisa kodols.
Mankovičs un Fullers aplūkoja datus un izveidoja Saturna struktūras modeli, kas izskaidro šos seismogrāfiskos viļņus, un rezultāts ir neskaidrs interjers. Šis pētījums ir vienīgais tiešais pierādījums difūzai kodola struktūrai šķidrā planētā līdz šim, saka Mankovičs.
Mankovičs un Fullers uzskata, ka struktūras darbības iemesls ir tas, ka akmeņi un ledus, kas atrodas netālu no Saturna centra, šķīst ūdeņradī, ļaujot kodolam izturēties kā šķidrumam, nevis cietai vielai. Viņu modelis liecina, ka Saturna izkliedētajā kodolā ir akmeņi un ledus, kuru masa ir vairāk nekā 17 reizes lielāka par visas Zemes masu, tāpēc apkārt svārstās daudz materiālu.
Izkliedētam kodolam var būt dažas lielas ietekmes uz Saturna darbību. Vissvarīgākais ir tas, ka tas stabilizētu daļu interjera pret konvektīvo karstumu, kas pretējā gadījumā satricinātu Saturna iekšpusi ar turbulenci. Faktiski šī stabilizējošā ietekme izraisa iekšējos gravitācijas viļņus, kas ietekmē Saturna gredzenus. Turklāt izkliedētais kodols izskaidro, kāpēc Saturna virsmas temperatūra ir augstāka nekā tradicionālie konvekcijas modeļi.
Tomēr Mankovičs atzīst, ka modelis ir ierobežots dažos svarīgos veidos. Tas nevar izskaidrot, ko zinātnieki ir novērojuši par Saturna magnētisko lauku, kas daudzējādā ziņā ir dīvains (piemēram, tam ir gandrīz ideāla simetrija uz tās ass, kas ir diezgan neparasti). Viņš un Fullers cer, ka turpmākie pētījumi var šaurāk ierobežot interjeru un ļaut zinātniekiem saprast, kā planētas kodols varētu ietekmēt tās magnētisko lauku.
Viņi arī cer, ka NASA Juno misija varētu atklāt līdzīgu izkliedētu kodolu Jupiterā. Tas lielā mērā apstiprinātu aizdomas, ka, veidojoties milzu planētām, process dabiski rada materiāla gradientus, nevis tīrus un cietus kodolus. Daži pētījumi, izmantojot Juno savāktos gravitācijas datus šķiet, ka arī atbalsta šo ideju .