science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Nieuwe bevindingen van Cassini

Saturnus doemt op op de voorgrond van dit mozaïek van Cassini-beelden, genomen door het ruimtevaartuig op 28 mei, 2017. Krediet:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

NASA's Cassini-ruimtevaartuig eindigde zijn reis op 15 september met een opzettelijke duik in de atmosfeer van Saturnus, maar de analyse gaat verder op de berg gegevens die het ruimtevaartuig tijdens zijn lange levensduur heeft verzonden. Enkele van de nieuwste inzichten van het Cassini-team werden vandaag gepresenteerd tijdens een persconferentie op de bijeenkomst van de American Astronomical Society Division for Planetary Science in Provo, Utah.

Onder de bevindingen die worden gedeeld:

Uitzicht vanaf Cassini's Grand Finale tonen de schoonheid van de ringen en demonstreren processen die vergelijkbaar zijn met die welke planeten vormen .

Tijdens Cassini's laatste maanden, de camera's van het ruimtevaartuig legden beelden vast vanuit de opening tussen de planeet en de ringen, en de missie geeft twee nieuwe beeldmozaïeken vrij die de ringen vanuit dat unieke perspectief laten zien. één uitzicht, vanaf 28 mei 2017, toont de ringen die tevoorschijn komen achter de wazige ledematen van de planeet, terwijl de planeet zelf is versierd met ringschaduwen. Het andere mozaïek toont een panoramisch uitzicht naar buiten over het ringlandschap.

Onderzoekers deelden ook een nieuwe film van de aurora's van Saturnus in ultraviolet licht die het laatste dergelijke beeld van de Ultraviolet Imaging Spectrometer van het ruimtevaartuig vertegenwoordigt.

In aanvulling, Aan Cassini deelnemende wetenschapper en beeldvormingsteammedewerker Matt Tiscareno van SETI Institute, Berg uitzicht, Californië, verstrekte nieuwe details over de grillig genoemde ringkenmerken die propellers worden genoemd, die kielzog zijn in de ringen gecreëerd door kleine, onzichtbare maantjes. De propellers zijn analoog aan babyplaneten die zich in schijven rond jonge sterren vormen, omdat ze soortgelijke fysieke processen gehoorzamen.

Cassini kreeg dit panoramische beeld van de ringen van Saturnus op 9 september 2017, slechts enkele minuten nadat het door het ringvlak was gegaan. Krediet:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Tiscareno zei dat, in de laatste foto's van de ringen (gemaakt op de dag voor de duik van het ruimtevaartuig in Saturnus), Cassini heeft met succes alle zes de propellers in beeld gebracht waarvan de banen gedurende de laatste jaren van de missie werden gevolgd. Deze objecten zijn vernoemd naar beroemde vliegeniers:Blériot, Earhart, Santos-Dumont, Sikorsky, Post en Quimby. Tijdens zijn Ring-Grazing Orbits - de vier maanden van nauwe banen die voorafgingen aan de Grand Finale van de missie - verkreeg Cassini beelden van zwermen kleinere propellers, verbazingwekkende Tiscareno en collega's.

Cassini's elektronische "neus" won de jackpot, vond veel verrassingen toen het de gassen snoof in de voorheen onontgonnen ruimte tussen de planeet en de ringen .

De ionen- en neutrale massaspectrometer (INMS) van het ruimtevaartuig leverde een groot aantal allereerste directe metingen van de componenten in de bovenste atmosfeer van Saturnus, die zich bijna tot aan de ringen uitstrekt. Uit deze waarnemingen het team ziet bewijs dat moleculen uit de ringen op de atmosfeer regenen. Deze instroom van materiaal uit de ringen was te verwachten, maar INMS-gegevens tonen hints van ingrediënten die complexer zijn dan alleen water, die het grootste deel van de samenstelling van de ringen vormt. Vooral, het instrument heeft methaan gedetecteerd, een vluchtig molecuul waarvan wetenschappers niet zouden verwachten dat het overvloedig in de ringen zou voorkomen of zo hoog in de atmosfeer van Saturnus zou worden aangetroffen. Aan Cassini deelnemende wetenschapper en INMS-teammedewerker Mark Perry van het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurier, Maryland, zegt dat het team bezig is met het analyseren van gegevens van de finale, passen op de laagste hoogte, die nog meer complexiteit en variabiliteit vertonen. De INMS-waarnemingen vormen een aanvulling op die van Cassini's Cosmic Dust Analyzer-instrument, die tijdens de Grand Finale vaste deeltjes in de opening bemonsterde.

Onderzoekers blijven proberen inzichten te verkrijgen over de lengte van de dag van de planeet uit metingen van het magnetische veld van Saturnus .

Michel Dougherty, leider van Cassini's Magnetometer-team van Imperial College London, gaf een update over de voortgang van het team bij het proberen te bepalen of het magnetische veld van Saturnus een detecteerbare helling heeft. Een doel van hun werk is om de precieze tijdsduur te bepalen voor de interne rotatie van de planeet, wat onderzoekers zou helpen de ware lengte van de dag van de planeet vast te stellen. Dougherty zegt dat de gevoeligheid van Cassini's magnetische veldmetingen bijna verviervoudigd is in de loop van de 22 Grand Finale-banen van het ruimtevaartuig - wat betekent dat, als de helling van het veld van Saturnus groter is dan 0,016 graden, onderzoekers zouden het moeten kunnen detecteren. Een extreem kleine kanteling is een uitdaging om uit te leggen met het huidige begrip van wetenschappers over hoe planetaire magnetische velden worden gegenereerd, dus suggereert een meer verfijnde dynamiek binnen Saturnus.

Nieuw theoretisch onderzoek verklaart de krachten die voorkomen dat de ringen van Saturnus zich verspreiden en verspreiden. Het blijkt een groepsinspanning te zijn .

De belangrijkste vragen die wetenschappers met behulp van gegevens van Cassini hopen te beantwoorden, zijn de leeftijd en de oorsprong van de ringen. Theoretische modellering heeft aangetoond dat, zonder krachten om ze op te sluiten, de ringen zouden zich over honderden miljoenen jaren uitspreiden - veel jonger dan Saturnus zelf. Deze verspreiding vindt plaats omdat sneller bewegende deeltjes die dichter bij Saturnus draaien, af en toe botsen met langzamere deeltjes in iets verder weg gelegen banen. Wanneer dit gebeurt, enig momentum van de snellere deeltjes wordt overgebracht naar de langzamere deeltjes, deze laatste versnellen in hun baan en ervoor zorgen dat ze verder naar buiten bewegen. Het omgekeerde gebeurt met de snellere, innerlijke deeltjes.

Cassini gebruikte zijn Ultraviolet Imaging Spectrograph om dit laatste beeld van ultraviolette poollichtemissies in het noordpoolgebied van Saturnus op 14 september vast te leggen, 2017. Krediet:NASA/JPL/Univ. Colorado/Univ. Luik-LPAP

Eerder onderzoek had aangetoond dat de aantrekkingskracht van de maan Mimas als enige verantwoordelijk is voor het stoppen van de buitenwaartse verspreiding van de B-ring van Saturnus - de buitenrand van die ring wordt bepaald door het donkere gebied dat bekend staat als de Cassini-divisie. Ringwetenschappers hadden gedacht dat de kleine maan Janus verantwoordelijk was voor het opsluiten van de buitenrand van de A-ring. Maar een nieuwe modelstudie onder leiding van Radwan Tajeddine van de Cornell University, Ithaka, New York, laat zien dat de buitenwaartse kruip van de A-ring in toom wordt gehouden door een confederatie van manen, inclusief Pan, Atlas, Prometheus, Pandora, Janus, Epimetheus en Mimas.

Het inzicht werd mogelijk gemaakt door Cassini, die wetenschappers met hoge resolutie beelden van ingewikkelde golven in de ringen gaf, samen met nauwkeurige bepalingen van de massa's van de manen van Saturnus. Analyse van deze gegevens bracht Tajeddine en collega's tot het inzicht dat een cumulatief effect van golven van al deze manen de externe overdracht van momentum in de A-ring dempt en de rand ervan beperkt.

Tajeddine zal deze resultaten presenteren in een poster tijdens de DPS-bijeenkomst, en ze worden woensdag gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift .

"Er zijn hele carrières te smeden in de analyse van gegevens van Cassini, " zei Linda Spilker, de projectwetenschapper van de missie bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA, Pasadena, Californië. "In zekere zin het werk is nog maar net begonnen."