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土星のリングが急速に失われている、その理由は?

土星の輪

私たちの惑星を超えた宇宙には息をのむような光景がたくさんありますが、最も美しいものの 1 つは土星とその輪です。 残念ながら、科学者たちは天文学愛好家に悪いニュースを伝えています。これらのリングは永遠には続かないようです. ほぼ 2 年前、ボイジャー 100 号と XNUMX 号のミッションが土星系を訪れ、惑星の大気の見事な高解像度画像を撮影し、その多くの衛星とその象徴的なリング システムを際立たせました。 さらに、この探査機は、土星の輪がゆっくりと失われつつあり、約 XNUMX 億年で消滅することも明らかにしました。

土星の輪

クレジット: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/G. ウガルコビッチ。

最近、 日誌イカロス、NASAのゴダード宇宙飛行センターのジェームズ・オドノヒューが率い、NASAジェット推進研究所のメンバーが含まれていました。 宇宙物理学センター、スペース リサーチ コーポレーション、レスター大学、ユニバーシティ カレッジ ロンドン。

さらに最近では、 カッシーニオービター は土星系を訪れ、12 年以上にわたって惑星、その衛星、環系を研究し、ボイジャー ミッションで予測された最大速度で土星の環が失われていることを明らかにしました。

また、ハワイのケック望遠鏡からの新しい観測によると、土星の表面には毎秒約 1,814 kg の氷の滴があり、30 分でオリンピックの水泳プールを満たすのに十分です。 NASA によると、リングの雨がこのまま続くと、土星は約 100 億年から 300 億年で内輪を失います。

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土星のリングは、太陽系の惑星の中で最も広いリング システムであり、1610 年にガリレオ ガリレイによって発見されました。

土星の輪の図

クレジット:NASA / JPL-Caltech

1980 年と 1981 年にボイジャー探査機によって得られたデータによると、土星のリングからの氷の粒子は、土星の上層大気で土星の磁場にさらされた後、惑星の重力によって引き込まれ、土星の上層大気でほこりっぽい「リング レイン」になります。 カッシーニ探査機は、これまで探査機が敢えて行ったことのない場所に行き、この環境で飛行するように設計されていませんでした。そして、探査機が土星との間の 22 の軌道を伝導するために残りの燃料を費やしたグランドフィナーレの一部として、土星のリング材料の損失を研究しました。そのリング。

メリーランド州グリーンベルトにある NASA のゴダード宇宙飛行センターの James O'Donoghue 氏は、次のように述べています。

1986 年、NASA のゴダード宇宙センターの研究者であり、最近の研究の共著者であるジャック コナーニーは、 研究論文 そして、土星の輪から帯電した氷の粒子が目に見えない磁力線を流れ落ち、土星の上層大気に水として堆積したと提案しました。 Connerney によると、これらの粒子は、太陽からの紫外線放射または微小流星体によって引き起こされたプラズマ雲のいずれかによって帯電し、リングに衝撃を与えました。 チームはまた、南半球の高緯度に輝く帯を発見しました。これは、たまたま土星の磁場がエンケラドスの軌道と交差する場所です。

土星周回軌道上にある NASA の探査機カッシーニ

クレジット:NASA / JPL-Caltech

Connerney によると、これらの粒子は、太陽からの紫外線放射、または環に衝突する微小流星体によって引き起こされたプラズマ雲のいずれかによって帯電しました。 それが起こると、粒子は土星の磁場の引力を感じ、磁力線に沿って土星の重力によって引き込まれ、上層大気に堆積します。

これらの氷の粒子は蒸発し、土星の電離層と化学的に相互作用し、成層圏のもやを洗い流す効果があります。 これらの領域は反射光でより暗く見えるため、土星の大気に暗い帯の外観が作成されます。 もう 3 つの結果は、HXNUMX+ イオン (XNUMX つの陽子と XNUMX つの電子で構成されている) として知られる荷電粒子の寿命が延びることです。

これらのイオンの存在は、オドノヒューと彼のチームがコネニーの理論を確認することができた方法でした. チームは、ケック望遠鏡を使用して、土星の北半球と南半球でこれらのイオンを観察することができました。これは、それらが赤外線スペクトルで輝く方法のおかげです (太陽光と相互作用するときに発生します)。 これらのバンドは、リング面と交差する磁力線が惑星に入る場所で観測されました。

次に、光を分析して、土星の電離層と相互作用する雨の量を決定しました。これは、土星のリングから氷の粒子がどれだけ引き出されたかを示します。 彼らが発見したのは、それが 1986 年の研究で Connerney と彼の同僚によって導き出された高い値と一致するということでした。

チームはまた、南半球の高緯度に輝く帯を発見しました。これは、たまたま土星の磁場がエンケラドスの軌道と交差する場所です。 しばらくの間、天文学者は、エンケラドゥスの南極地域から定期的に噴出する間欠泉 (内部の地質活動の結果) が土星の E リングの補充に関与していることを知っていました。

現在、チームは、地球の季節変化の結果としてリングがどのように変化するかを分析する必要があります。 土星の公転周期は 29.4 年で、リングがさまざまな程度の太陽光にさらされる主な原因の XNUMX つです。

情報源: 今日の宇宙

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