Измерена истинная продолжительность суток на Сатурне
Измерение периода вращения какой-либо из планет Солнечной системы, что обладает наблюдаемой твердой поверхностью (вроде Земли и Марса), для астрономов сейчас не составляет особого труда, а вот в случае газовых гигантов наподобие Сатурна проблемы до сих пор остаются. Исследователи из Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA, Лондонского имперского колледжа (Imperial College London) и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (University of California, Los Angeles - UCLA) представили 4 мая в научном журнале Nature свои новые результаты, которые помогут раскрыть наконец тайну вращения кольценосного гиганта. Статья носит название "A regular period for Saturn's magnetic field that may indicate its internal rotation" ("Правильный период для магнитного поля Сатурна, который может указывать на его внутреннее вращение"). Используя магнитометры, установленные на американской межпланетной станции "Кассини" (Cassini), удалось выявить отчетливую периодичность в явлениях, связанных с магнитным полем Сатурна. Для периода вращения планеты таким образом найдено значение, которое соответствует 10 часам 47 минутам (погрешность составляет сорок секунд).
Это на целых 8 минут меньше, чем получил в начале 1980-х гг. "Вояджер" (Voyager), пролетавший мимо Сатурна, и меньше, чем предыдущие оценки, сделанные в результате обработки данных от других инструментов того же "Кассини". Однако специалисты уверены, что результаты, полученные на основе измерений магнитного поля, в настоящее время обеспечивают наилучшую оценку продолжительности сатурнианского дня, так как позволяют заглянуть в самое сердце Сатурна.
Известно, что газообразные планеты не имеют отчетливой твердой поверхности, по которой можно было бы отследить их вращение, а атмосферные потоки ведут себя довольно непредсказуемо. Для установления периода вращения таких планет ученые отслеживают частоту повторяющихся радиоимпульсов или поворота оси магнитного поля. Однако в случае Сатурна это оказалось неприемлемым, поскольку предыдущие миссии не могли выявить какого-либо отчетливого периода в изменениях конфигурации магнитных полей, а радиоданные, полученные "Кассини", показали изменение периода вращения планеты в сравнении с предыдущими замерами ("Пионера-11" (Pioneer 11) и двух "Вояджеров").
Так как замедлить или ускорить вращение такого массивного объекта, как Сатурн, за столь ничтожное по космическим меркам время, вряд ли возможно (а если бы постоянный замедляющий фактор все-таки присутствовал, то он бы за миллионы и миллиарды лет уже давно бы полностью затормозил планету), был сделан вывод о том, что радиоимпульсы в данном случае нельзя считать надежным источником информации, и вопрос о длине дня на Сатурне просто завис в воздухе. Справиться с внезапно разразившимся в среде планетологов кризисом позволили только измерения параметров магнитного поля гигантской планеты.
Периодический сигнал, прослеживаемый "Кассини" на протяжении последних 14 месяцев, достаточно слаб (но при этом совершенно стабилен) и не может сравниться с соответствующими показателями Юпитера (из-за своей слабости он и не регистрировался предыдущими миссиями). Дело в том, что магнитная ось Юпитера в отличие от Сатурна не совпадает с его осью вращения (подобное несовпадение имеет место и в случае нашей Земли). Сатурнианские магнитные пульсации объясняются не "биениями" магнитной оси, а какой-то небольшой магнитной аномалией, возможно, связанной с природой твердого ядра этой планеты.
Уточненное значение периода вращения Сатурна (стоить заметить, что еще в конце восемнадцатого столетия Уильям Гершель предполагал, что сутки на Сатурне длятся примерно 10 часов) поможет ученым точно определять скорость его атмосферных потоков, выявить размеры его твердого ядра, которое, как полагают, состоит из горных пород и льда, и таким образом больше узнать об истории формирования планеты.
Источники:
How long is a day on Saturn? - Science Blog (PPARC News Release)
Saturn's days longer than thought - ABC/Reuters
Saturn's rotation puts astronomers in a spin - New Scientist
How to measure a gaseous planet like Saturn - Scenta
Length of Saturn's Day Updated Based on Mystery Signal - Space.com
Справка
"Кассини-Гюйгенс" (Cassini-Huygens) в системе Сатурна (основные этапы)
21:10 (EDT, восточное поясное время), 30 июня 2004 года - поворот антенны космического корабля (с тем, чтобы экранировать аппарат от космической пыли в тот момент, когда он пересекает плоскость колец Сатурна).
22:36, 30 июня 2004 года - запуск двигателя для торможения космического корабля и перехода на вытянутую эллиптическую орбиту. Двигатель работал приблизительно 96 минут.
23:54, 30 июня 2004 года - "Кассини" захвачен гравитацией Сатурна и вышел на заданную орбиту.
12:03, 1 июля 2004 года - наиболее близкий подход к Сатурну за все время экспедиции - 19 980 километров от вершин облачности Сатурна.
12:12 - 12:22, 1 июля 2004 года - окончание работы двигателя.
12:35, 1 июля 2004 года - космический корабль начал съемку колец Сатурна.
26 октября 2004 года - начало экспедиции к Титану.
25 декабря 2004 года - отделение зонда "Гюйгенс" от "Кассини".
14 января 2005 года - спуск "Гюйгенса" в атмосферу Титана (начало спуска - 5 часов утра (EST)).
1 августа 2005 года - сближение со спутником Сатурна Мимасом.
23 сентября 2005 года - сближение с Тефией.
25 сентября 2005 года - сближение с Гиперионом.
10 октября 2005 года - сближение с Дионой.
25 ноября 2005 года - сближение с Реей.
3 декабря 2007 года - сближение со спутником Сатурна Эпиметеем.
Источник:
NASA
Справка
История полета АМС "Кассини-Гюйгенс" (Cassini-Huygens)
15 октября 1997 года - "Кассини-Гюйгенс" запущен с мыса Канаверал (Флорида, США) ракетоносителем Titan 4B/Centaur.
26 апреля 1998 года - маневр в гравитационном поле Венеры для набора необходимой скорости.
24 июня 1999 года - повторный маневр в гравитационном поле Венеры.
18 августа 1999 года - маневр в гравитационном поле Земли (мимо Земли корабль прошел со скоростью 69 тысяч км/час).
30 декабря 2000 года - последний маневр в гравитационном поле Юпитера. Фотографирование этой планеты-гиганта. "Кассини-Гюйгенс" находился в окрестностях Юпитера вместе с "Галилео" (Galileo), все еще облетающим к тому времени по орбите эту планету (с конца 1995 года), таким образом впервые два космических корабля исследовали газового гиганта одновременно. 30 декабря зонд ближе всего подошел к Юпитеру - он был на расстоянии в 10 миллионов километров от внешних орбит его крупнейших спутников - Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто.
11 июня 2004 года - "Кассини-Гюйгенс" сблизился с Фебой - одной из крупнейших лун Сатурна, добыв доказательства того, что этот спутник может быть замерзшим артефактом времен формирования Солнечной системы (приблизительно четыре миллиарда лет назад).
Источник:
NASA
Справка
Солнечная система
Меркурий: диаметр - 4 880 км, среднее расстояние от Солнца - приблизительно 58 млн км
Венера: 12 140 км, 108 млн км
Земля: 12 756 км, 150 млн км
Марс: 6 787 км, 228 млн км
Юпитер: 142 800 км, 778 млн км
Сатурн: 120 660 км, 1,4 млрд км
Уран: 51 118 км, 2,9 млрд км
Нептун: 49 528 км, 4,5 млрд км
Ранее планетой считался также Плутон: 2 300 км, 5,9 млрд км
Статьи по теме
Тайна крена гигантских мигрантов
Предложена новая теория, объясняющая современные наклоны осей вращения к плоскости орбит гигантских газовых планет Солнечной системы - Юпитера, Сатурна и Урана. Ее автор обещает решить одну из самых больших загадок планетной космогонии.
Зена - королева замороженных ангелов
Открытая недавно "десятая планета" 2003 UB313 действительно превышает по своим размерам Плутон, но совсем немного. Об этом свидетельствуют новые изображения, полученные с помощью космического телескопа "Хаббл".
Древнюю Землю забрызгал расколовшийся Супермеркурий
Столкновение между Протомеркурием и другим крупным протопланетным образованием (планетезималью) в условиях формирующейся Солнечной системы может объяснить необычный состав и плотность современного Меркурия.
Разрешен парадокс "Вояджера"
Новая теория претендует на объяснение того странного факта, что межпланетной станции "Вояджер-1", ставшей сравнительно недавно межзвездной, не удалось обнаружить предсказанного ранее "разогрева" аномальных космических лучей при проходе того участка, где солнечный ветер окончательно "гасится" взаимодействием с межзвездным веществом.
Плутон разжалован в рядовые
В России царят небывалые холода, а обливающиеся потом американские операторы с космодрома на мысе Канаверал в жаркой Флориде отправили космический корабль в самое холодное место Солнечной системы - на ее периферию. Мы тоже решили своеобразным способом утешить читателей: есть в нашей Вселенной места, где изнывающая от морозов Москва покажется райским местечком!
Энцелад мастерит кольцо Сатурна
Проанализировав данные, поступившие от приборов, установленных на американской межпланетной станции "Кассини", ученые смогли выявить источник самого удаленного и самого разреженного кольца Сатурна.
Архитектурные особенности Дионы
На ледяных пустынях спутника Сатурна Дионы царят сложные системы, состоящие из множества поколений молодых в геологическом смысле, весьма отчетливых и вместе с тем очень прихотливо переплетенных разломов.
Раскрыта тайна суперветров Юпитера
Новая компьютерная модель юпитерианской атмосферы позволила вывести заключение, согласно которому мощные ветры этой газовой планеты-гиганта порождаются ее глубинами, а для энергетической подпитки всех этих процессов используется внутреннее тепло недр.
Земля сможет пережить гибель Солнца?
Новые данные указывают на то, что астероиды, пылевые диски и даже, возможно, останки планет могут еще долго кружить вокруг так называемых белых карликов - то есть по сути мертвых звезд, которые уже прошли свою последнюю "живую" стадию в виде красного гиганта.
Крошечный Энцелад может содержать компоненты жизни
С небольшим ледяным спутником Сатурна Энцеладом связаны едва ли не самые захватывающие открытия, сделанные в ходе экспедиции американской АМС "Кассини".
Энцелад: валуны над водной бездной?
Изучая новые снимки Энцелада, сделанные с рекордно близкого расстояния, ученые приходят в полное недоумение и пока не понимают, что они видят. Энцелад также уподобляют юпитерианской луне Европе и предполагают, что он тоже обладает океаном, скрытым ледяным панцирем.
Кораллы Гипериона
Устройство "пустотелого" Гипериона очень близко к тому пределу, за которым внутреннее давление, порожденное собственной гравитацией луны, начнет сокрушать хрупкий материал, в конечном счете вылепив из него что-то более близкое к сферическому объекту.
Энцелад пустил пыль в глаза ученым
Энцелад становится одним из самых интересных объектов для исследования с помощью приборов АМС "Кассини". Удалось зарегистрировать присутствие частиц пыли возле этого спутника Сатурна, а теперь планируется сблизиться с Энцеладом до экстремальных 175 км.
Решена загадка спутника Седны
Планетоид Седна, сравнительно недавно обнаруженный во внешней части Солнечной системы, уже успел подкинуть земным ученым целый ряд головоломных загадок. К счастью, новые измерения позволили раскрыть одну из этих тайн.
Причины полярных сияний на Юпитере отличны от земных
Ученым удалось получить новые сведения об источниках питания юпитерианских полярных сияний - то есть самых захватывающих и обширных "аврорах" всей нашей Солнечной системы. Тщательный мониторинг за состоянием атмосферы гигантской планеты, проводимый специалистами NASA с помощью космической рентгеновской обсерватории "Чандра", позволил обнаружить присутствие заряженных частиц, врезающихся в атмосферу над полюсами газового гиганта.
Драконов шторм на Сатурне
Большое яркое замысловатое пятно, появившееся в южном полушарии Сатурна в середине сентября прошлого года, было идентифицировано как крупная буря конвективного типа. Атмосфера Сатурна и его кольца показаны на этом снимке, сделанном АМС "Кассини", в псевдоцветах, отображающих информацию, полученную путем исследования инфракрасного диапазона.
Луны Сатурна дразнят астрономов
В вечных сумерках, которые царят во внешней части Солнечной системы, космический корабль NASA "Кассини", недавно избавившийся от своего европейского "партнера" "Гюйгенса", продолжает наматывать витки вокруг Сатурна и делать фотографии его удивительных лун.
Потеряна половина данных от "Гюйгенса"
Сбой в программе послужил причиной потери половины изображений зонда "Гюйгенс" во время его спуска к поверхности спутника Сатурна Титана. Однако оставшиеся 350 фотографий, а также показания многочисленных датчиков и данные, полученные с помощью земных телескопов и радиотелескопов, должны помочь выполнить основную задачу миссии.
Тектоническая активность на Дионе
Межпланетная станция "Кассини" переключилась на следующую свою важную цель - Диону, четвертый по величине из так называемых "классических" спутников Сатурна, известных еще в докосмическую эру. Корабль подошел к Дионе на 81 тысячу километров и прислал на Землю снимки загадочной ледяной поверхности, анализом которых теперь заняты ученые всего мира.
Юпитер поменял ПМЖ
Американские планетологи пришли к выводу, что Юпитер в молодости отстоял от Солнца на 70 миллионов километров дальше, чем в настоящее время. Эти выводы сделаны на основании компьютерного моделирования эволюции большой группы астероидов, объединенных под общим названием "Хильды".
Тень на сатурновый плетень
Этот впечатляющий вид колец Сатурна, на которые наползает тень от самой кольценосной планеты-гиганта, демонстрирует вариации яркости, соответствующие разности концентрации орбитальных частиц, из которых и состоят эти кольца.
Снимки в УФ-лучах открывают тайну происхождения колец Сатурна
Лучшие из всех когда-либо полученных землянами фотографий колец Сатурна в ультрафиолетовых лучах показывают, что во внешней части этого величественного образования содержится гораздо больше льда, чем считалось ранее. Этот факт позволяет сделать самые далекоидущие выводы и высказать некоторые предположения о происхождении этого редкого феномена Солнечной системы.
На Титане обнаружены таинственные письмена и кучевые облака
Фотографии Титана, полученные международной автоматической межпланетной станцией "Кассини", перевернули многие предположения земных ученых, касающиеся процессов, происходящих на этом гигантском спутнике Сатурна. В случае Титана можно говорить о геологической активности, как и на Земле. Атмосфера и грунт этого спутника во многом напоминают нашу планету и могут содержать "стандартные строительные блоки" для жизни.
"Кассини-Гюйгенс" пролетел сквозь кольца Сатурна
После семилетнего полета через всю Солнечную систему космический корабль "Кассини-Гюйгенс" успешно вышел на орбиту вокруг Сатурна. Сложности и рискованности этой операции прибавило то, что земной аппарат должен был пролететь между двумя внешними кольцами Сатурна - F и G. Теперь этот орбитальный аппарат готов начать свое четырехлетнее путешествие по окрестностям кольценосного гиганта, сближаясь время от времени с его многочисленными лунами.
"Инь и ян" Япета и Сатурна
"Кассини" сделал свою первую фотографию Япета - третьего по величине спутника Сатурна. Поверхность Япета обладает необычным свойством - одно его полушарие гораздо светлее другого. Пока неизвестно, почему полушария Япета так сильно отличаются.
Снимки Фебы позволили разгадать тайну ее происхождения
Внешняя луна Сатурна Феба была сфотографирована автоматической космической станцией "Кассини" в пятницу вечером, когда аппарат пролетел на расстоянии 2000 километров от этого спутника. Фотографии уже позволили планетологам сделать некоторые важные выводы, касающиеся происхождения Фебы и ее роли в создании новых лун.
Тайна "безумных" магнитосфер Урана и Нептуна раскрыта
Геофизики, возможно, раскрыли одну из самых больших тайн Солнечной системы. Они смогли ответить на вопрос, почему магнитные поля Урана и Нептуна так сильно отличаются от магнитосфер других планет. Полученные результаты способны подсказать и новый способ дистанционного исследования внутренней структуры и состава планет с помощью измерения их магнитных полей.
На Титане вместо органической грязи нашли залежи льда
Планетологам из Университета Аризоны удалось заглянуть в небольшие "инфракрасные окна" в покрытой оранжевой дымкой атмосфере крупнейшей луны Сатурна Титана. Теория о том, что поверхность этого спутника полностью покрыта жидкими и твердыми органическими материалами, выпадающими со своеобразными "дождями" из атмосферы (липкой органической грязью), не подтверждается. Установлено наличие обширных областей водяного льда на поверхности Титана, что делает его похожим на Ганимед (крупнейший спутник Юпитера).
Атмосфера на Титане - самое близкое подобие земной
С помощью новейших телескопов с адаптивной оптикой на Титане удалось разглядеть облака и очертания континента. Эти облака, возможно, подобны летней грозовой облачности на Земле, но состоят из метана, а не из воды. Это - первый случай, когда удалось отыскать в Солнечной системе такую близкую аналогию с атмосферным водным циклом Земли.
Космический аппарат "Кассини" передал свои первые изображения Сатурна
Американо-европейский исследовательский корабль "Кассини", запущенный в 1997 году, преодолел большую часть пути от Юпитера к Сатурну и передал свои первые изображения кольценосного гиганта. "Кассини" первым из космических аппаратов выйдет на орбиту вокруг Сатурна и выпустит зонд "Гюйгенс", который совершит посадку на крупнейший спутник Сатурна Титан.