科学家终于计算出土星上一天的时间是多长

利用美国宇航局卡西尼号太空船的新数据,研究人员相信他们已经解决了太阳系科学的长期谜团,土星上一天的长度。这是10小时33分38秒。几十年来,这个数字已经躲过了行星科学家,因为这个天然气巨头没有坚固的表面,在旋转时没有跟踪地标,它有一个不寻常的磁场,可以隐藏行星的旋转速度。事实证明,答案隐藏在星环中。在土星轨道上的卡西尼号仪器以前所未有的细节检查冰冷的岩石环。Christopher Mankovich是加州大学圣克鲁兹分校天文学和天体物理学的研究生,他使用这些数据来研究环内的波浪模式

他的工作确定环响应行星本身的振动,其作用类似于用于测量地震引起的运动的地震仪。土星内部的振动可以引起其引力场的变化。反过来,可以从星环检测到传输到外部的那些运动。"整个环中的颗粒不禁感受到重力场中的这些振荡,"曼科维奇说。"在环中的特定位置,这些振荡会在其轨道中的恰当时间捕获环粒子,逐渐形成能量,并且能量作为可观察的波浪被带走。"

科学家终于计算出土星上一天的时间是多长

曼科维奇的研究由天体物理学杂志于1月17日发表,描述了他如何开发土星内部结构模型,以匹配环的波浪。这使他能够追踪土星内部的运动,它的旋转。分析产生的转速为10:33:38比1981年的先前估计快几分钟,这是基于美国宇航局旅行者号航天器的无线电信号。旅行者数据的分析,估计当天是10:39:23,是基于磁场信息。卡西尼也使用了磁场数据,但早先的估计范围从10:36一直到10:48。

科学家经常依靠磁场来测量行星的旋转速度。与地球一样,木星的磁轴与其旋转轴不对齐。因此,当行星旋转时,它会摆动,使科学家能够测量无线电波中的周期性信号以获得旋转速率。然而,土星是不同的。其独特的磁场几乎与其旋转轴完全对齐。 这就是为什么发现星环是在一天的时间内回归的关键。对于这个关于土星的核心问题,科学家很高兴得到了最好的答案。

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卡西尼项目科学家琳达斯皮尔克说:"研究人员利用环中的波浪来观察土星的内部,并突然出现了这个行星长期寻求的基本特征。这是一个非常可靠的结果。" 土星的环可以用于研究星球的地震学的想法最初是在1982年提出的,早在必要的观察可能之前。

美国宇航局位于加利福尼亚硅谷的艾姆斯研究中心的马克马利充实了他的博士论文。在展示如何进行计算的同时,他还预测了土星环中的特征。"二十年后,在卡西尼号任务的最后几年,科学家们分析了任务数据,并在马克预测的位置找到了环形特征,"共同作者乔纳森·福特尼说,他是加州大学圣克鲁兹分校的天文学和天体物理学教授。卡西尼团队。"目前这项工作旨在充分利用这些观察结果。"

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卡西尼号的任务于2017年9月结束,当时燃料耗尽,航天器故意被任务团队投入土星的大气层,该团队希望避免将飞船撞向行星的卫星。卡西尼 - 惠更斯任务是美国宇航局,欧洲航天局(ESA)和意大利航天局的合作项目。美国宇航局的喷气推进实验室是加州理工学院在帕萨迪纳的一个部门,负责管理美国宇航局科学任务理事会的任务。JPL设计,开发和组装了卡西尼号轨道飞行器。雷达仪器由JPL和意大利航天局建造,与来自美国和几个欧洲国家的团队成员合作。图片来源:NASA / JPL-Caltech /空间科学研究所。