science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De ringen van Uranus en Neptunus kunnen helpen hun interieur in kaart te brengen

Krediet:NRAO / AUI / NSF / S. Dagnello

Het in kaart brengen van het interieur van de ijsreuzen is op zijn zachtst gezegd moeilijk. Ze zijn niet alleen ver weg en daarom moeilijker te observeren, maar hun constante ijslaag maakt het extreem moeilijk om te detecteren wat eronder ligt. Wetenschappers moeten dus ingenieuzere manieren bedenken om te zien wat erin zit. Een team van de Universiteit van Idaho, Cal Tech, Reed College en de Universiteit van Arizona denkt dat ze een manier hebben gevonden om naar de structuur van de ringen van Neptunus en Uranus te kijken.

Dit is echter niet de eerste techniek die wetenschappers hebben gebruikt. Eerdere pogingen hebben geprobeerd om de gebruikelijke techniek van fotometrie te gebruiken om oscillaties op het oppervlak van de planeet te detecteren. Die trillingen kunnen dan worden gecorreleerd aan de dichtheid van bepaalde delen van het binnenste van de planeet. Hoewel de techniek goed werkte voor Jupiter, zijn de fotometrische gegevens die we tot nu toe hebben van de ijsreuzen onvoldoende gebleken om dezelfde dichtheidsprofielen te bepalen.

Een alternatief is het gebruik van zwaartekrachtsoscillaties binnen het oppervlak van de planeet. In het bijzonder is er een soort oscillatiepatroon dat bekend staat als een "normale modus". Dit oscillatiepatroon vindt plaats wanneer alle delen van een systeem beginnen te oscilleren met dezelfde sinusoïdale frequentie. En de zwaartekrachtseffecten van normale oscillaties in het binnenste van de planeet kunnen buiten worden gevoeld en worden weerspiegeld in de ringen zelf.

De Trident-missie, die zou terugkeren naar Neptunus. Krediet:Universe Today

Het is ook niet de eerste keer dat patronen in de ringen van een planeet zijn gebruikt om de interne dichtheid te berekenen. Saturnus heeft een beter begrepen ringsysteem dan Uranus of Neptunus, de twee ijsreuzen met bekende ringsystemen. Wetenschappers voeren al jaren seismologische analyses uit op het Saturnus-ringsysteem met behulp van gegevens van Voyager en Cassini. Het resultaat is een beter begrip van enkele van de normale modi van het binnenste van de planeet en dus een schatting van de samenstelling van de kern van de planeet en de rotatiesnelheid van het grootste deel van zijn materiaal.

Neptunus en Uranus hebben elk een reeks verschillende ringen, hoewel ze niet zo goed zijn bestudeerd als die van Saturnus. Sommige van die ringen zijn bijeengedreven door herdersmanen. Maar volgens het nieuwe artikel zijn dezelfde dichtheidsreflecties van resonantiegolven die zichtbaar zijn in de ringen van Saturnus waarschijnlijk ook aanwezig in de ringsystemen van de ijsreus.

Bovendien kunnen de innerlijke herdersmanen zelf worden beïnvloed door dezelfde resonanties. Sommige manen kunnen zelfs hun eigen resonanties creëren, zoals een die bekend staat als een Lindblad-resonantie. Meer typisch gezien op de schaal van sterrenstelsels, zijn Lindblad-resonanties bekend voor het aandrijven van spiraalvormige dichtheidsgolven, die de "armen" veroorzaken die in veel spiraalvormige sterrenstelsels te zien zijn. Maar op een veel kleinere schaal gebeurt hetzelfde effect op planetaire ringsystemen, waaronder die van Saturnus, en hoogstwaarschijnlijk die van Neptunus en Uranus."

Planetaire ringen in het zonnestelsel. Krediet:Universe Today

Het probleem met het gebruik van deze resonanties die in de ringen worden weerspiegeld, is er een die vaak met de wetenschap wordt geconfronteerd - er zijn niet genoeg gegevens. Tot nu toe is geen enkele sonde lang genoeg gebleven om de details in kaart te brengen die nodig zijn om de volledige reikwijdte van het ringsysteem te zien. De auteurs van het artikel en tal van andere onderzoekers suggereren dat het tijd is om een ​​sonde naar de ijsreuzen te sturen om de ringsystemen, manen en talloze andere recent ontdekte objecten die zo moeilijk waarneembaar zijn vanaf de aarde, effectief in kaart te brengen. Maar voor nu ligt die missie nog op de tekentafel, dus we zullen moeten wachten om het interieur en het ringsysteem van deze koude, kale werelden volledig te begrijpen. Als we eindelijk een sonde die kant op sturen, hebben we tenminste het wiskundige raamwerk om licht te werpen op deze donkere plekken. + Verder verkennen

Om de A-ring van Saturnus in bedwang te houden, staan ​​de manen verenigd