Satürn’ün halkalarındaki dalgalanmalar, gaz devinin odağının “sisli” doğasını ortaya koyuyor

Satürn ve “gizemli” çekirdeğinin çizimi. Kredi: Caltech / R. Hurt (IPAC)

Satürn kendi halkalarında dalgalar yaratır

Tıpkı depremlerin gezegenimizin gümbürdemesine ve içinde salınımlara neden olması gibi. Satürn Gaz devini çok az titretiyordu. Bu hareketler de Satürn’ün halkalarında dalgalanmalara neden olur.

Dergide kabul edilen yeni bir çalışmada doğal astronomiKaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden iki gökbilimci, Satürn’ün çekirdeği hakkında yeni bilgiler ortaya çıkarmak için bu dalgalı halkaları analiz etti. Çalışmaları için, tarafından yakalanan eski verileri kullandılar. NASA‘s Cassini, gezegenin atmosferine dalmadan ve 2017’de parçalanmadan önce 13 yıl boyunca halkalı devin yörüngesinde dönen bir uzay aracı.

Bulgular, gezegenin çekirdeğinin, önceki bazı teorilerin öne sürdüğü gibi katı bir kaya topu değil, yaygın bir buz, kaya ve mineral sıvı çorbası – veya bilim adamlarının “bulanık” bir çekirdek olarak adlandırdığı şey olduğunu gösteriyor. Analiz ayrıca çekirdeğin gezegenin çapının yüzde 60’ı boyunca uzandığını ve bu da onu önceden tahmin edilenden çok daha büyük hale getirdiğini ortaya koyuyor.

Caltech’te teorik astrofizik doçenti olan yardımcı yazar Jim Fuller, “Gezegen içindeki salınımları ölçmek için dev bir sismograf gibi Satürn’ün halkalarını kullandık” diyor. “Bu, gaz devi bir gezegenin yapısını sismik olarak ilk kez araştırabildik ve sonuçlar çok şaşırtıcı.”

William E.’de mineral fiziği profesörü Jennifer Jackson, çalışmayı söylüyor, ancak Dünya’nın çekirdeğinin bileşimini anlamak ve Dünya’daki sismik olayları potansiyel olarak tespit etmek için farklı türde sismik gözlemler kullanıyor. Venüs gelecekte.

Christopher Mankovitch.

Çalışmanın baş yazarı, Fuller Grubunda çalışan gezegen bilimlerinde doktora sonrası araştırma görevlisi olan Christopher Mankovitch’tir.

Sonuçlar, Satürn’ün gizemli çekirdeği için şimdiye kadarki en iyi kanıtı sağlıyor ve NASA’nın Juno misyonundan elde edilen son kanıtlarla tutarlı. Jüpiter Aynı zamanda benzer şekilde zayıflatılmış bir çekirdeğe de sahip olabilir.

Mankovic, “Sisli çekirdekler çamur gibidir,” diye açıklıyor. Gezegenin merkezine doğru ilerledikçe, gezegenin hidrojen ve helyum gazı giderek daha fazla buz ve kaya ile karışır. Bu, daha derin ve daha derin seviyelere ulaştıkça tuzluluğun arttığı ve istikrarlı bir oluşum yarattığı, Dünya okyanuslarının parçalarına benziyor.”

Satürn’ün titreşimlerinin halkalarında dalgalar oluşturabileceği ve bu nedenle halkaların Satürn’ün içini incelemek için bir sismometre olarak kullanılabileceği fikri ilk olarak 1990’ların başında Mark Marley (BS ’84) ve Caroline Porco (PhD’) tarafından yapılan çalışmalarda ortaya çıktı. 83), Cassini görüntüleme ekibinin daha sonra kaptanı oldu. Bu fenomen ilk olarak 2013 yılında Cassini tarafından yakalanan verileri analiz eden Matt Hedman ve PD Nicholson (PhD ’79) tarafından gözlemlendi. Gökbilimciler, Satürn’ün C halkasının, Satürn’ün yerçekimi alanındaki dalgalanmalar tarafından yönlendirilen çoklu sarmal desenler içerdiğini ve bu kalıpların, gezegenin uydularıyla yerçekimi etkileşimlerinin neden olduğu halkalardaki diğer dalgalardan farklı olduğunu buldular.

Şimdi, Mankovic ve Fuller, azalan Satürn’ün iç kısmının yeni modellerini inşa etmek için halkalardaki dalgaların modelini analiz ettiler.

Mankovitch, “Satürn her zaman titreşir, ancak incedir” diyor. “Gezegenin yüzeyi, yavaşça dalgalanan bir göl gibi her 1-2 saatte bir metre hareket eder. Bir sismograf gibi, halkalar yerçekimi bozukluklarını yakalar ve halka parçacıkları titreşmeye başlar.

Jim Fuller.

Araştırmacılar, gözlemlenen yerçekimi dalgalanmalarının, Satürn’ün tamamen yuvarlandığı için derin iç kısmının, gezegenin ortasında daha ağır malzeme battıktan ve üzerindeki daha hafif malzeme ile karışmayı bıraktıktan sonra oluşan kararlı katmanlardan oluştuğunu gösterdiğini söylüyor.

Fuller, “Bir gezegenin yerçekimi alanının bu belirli frekanslarla salınması için, iç kısmı sabit olmalıdır ve bu ancak, gezegenin merkezine doğru ilerledikçe buz ve kaya oranı kademeli olarak artarsa ​​mümkündür” diyor.

Elde ettikleri sonuçlar ayrıca, Satürn’ün çekirdeğinin, tüm Dünya’nın kütlesinin 55 katı olduğunu, bu buz ve kayaların 17 Dünya kütlesi ve geri kalanının bir hidrojen ve helyum sıvısı olduğunu gösteriyor.

Mevcut çalışmanın parçası olmayan Hedman, “Christopher ve Jim, belirli bir halka özelliğinin, Satürn’ün çekirdeğinin çok dağınık olduğuna dair güçlü kanıtlar sağladığını gösterebildiler. Diğer tüm bunların ne olduğunu düşünmekten heyecan duyuyorum. Satürn’ün yarattığı halka özellikleri bize gezegen hakkında bilgi verebilir.” .

Ek olarak, bulgular, önce şeyl çekirdeklerinin oluştuğunu ve daha sonra büyük gaz zarflarını çektiğini gösteren mevcut dev gaz oluşumu modellerine meydan okuyor. Gezegenlerin çekirdekleri gerçekten de çalışmanın önerdiği kadar pusluysa, gezegenler bunun yerine sürecin başlarında gaz içerebilir.

Referans: Christopher R. Mankovitch ve Jim Fuller, “Satürn’ün Halka Sismolojisi Tarafından Açığa Çıkan Dağınık Çekirdeği”, 16 Ağu 2021 Burada mevcut doğal astronomi.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01448-3

NS doğal astronomi “Satürn’ün Halka Sismolojisi Tarafından Tespit Edilen Dağınık Çekirdeği” adlı bir çalışma, Rose Hills Vakfı ve Sloan Vakfı tarafından finanse edildi.