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美国宇航局科学家终于知道土星现在几点了,这是怎么回事?

带环的土星

美国宇航局卡西尼号宇宙飞船的视图显示了 2016 年土星的北半球,因为土星的这一部分接近其北半球夏至。 土星上的一年是地球的 29 年; 根据卡西尼数据的新分析,天只持续到 10:33:38。

美国宇航局的研究人员终于知道土星上的时间了。 这是太阳系科学的一个长期谜团,很明显,一天的长度是 10 小时 33 分 38 秒。 航天局花了这么多时间,因为这颗气态巨行星没有固体表面,在它旋转时没有可以追踪的地标,而且它有一个不寻常的磁场,隐藏了行星的旋转速度。

这个谜团的答案隐藏在行星环中,加州大学圣克鲁兹分校天文学和天体物理学研究生克里斯托弗马尔科维奇利用这些数据研究了环内的波动模式,发现了这个谜团。 他还以前所未有的细节研究了这颗行星的冰冷岩石环。

根据他的工作,他确定这些环对行星本身的振动作出反应,其作用类似于用于测量地震引起的运动的地震仪。 土星内部的振动频率会导致其引力场发生变化。 反过来,这些环会检测到现场的这些运动。

“整个环中的粒子会情不自禁地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,这些振荡会在正确的时间在它们的轨道上捕捉环粒子,以逐渐积累能量,而这些能量会以可观察到的波的形式被带走。”

科学家的研究发表在 天体物理学杂志 17 月 XNUMX 日 并描述了他如何有效地开发出与环波相匹配的土星内部结构模型。 这使他能够跟踪行星内部的运动——从而跟踪它的自转。 分析得出的 10:33:38 的旋转速度比 1981 年的先前估计快了几分钟,这是基于美国宇航局航海者号航天器的无线电信号。 NASA航海者号的分析数据完全依赖于磁场信息。

美国宇航局的科学家通常依靠磁场来测量行星的自转速度。 木星的磁轴与地球的磁轴一样,与其旋转轴不对齐。 因此,它会随着行星的旋转而摆动,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度,然而,土星磁场与其旋转轴完全一致,因此环是追踪地球长度的关键天。 土星科学家们很高兴能对这个关于地球的核心问题给出最好的答案。

“研究人员利用光环中的波来窥探土星的内部,并发现了这个星球的长期寻找的基本特征。 这是一个非常可靠的结果,”卡西尼项目科学家琳达·斯皮尔克说。 “戒指有答案。”

土星环可用于研究地球地震学的想法最早是在 1982 年提出的,早在必要的观测成为可能之前。

合著者马克马利,现在在加利福尼亚州硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心工作,随后在 1990 年充实了他的博士论文的想法。除了展示如何进行计算外,他还预测了土星环的特征。 他还指出,当时处于计划阶段的卡西尼号任务将能够进行测试该想法所需的观察。

“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,并在马克的预测位置发现了环特征,”共同作者、加州大学圣克鲁兹分校天文学和天体物理学教授乔纳森·福特尼 (Jonathan Fortney) 说。卡西尼团队。 “目前的这项工作旨在充分利用这些观察结果。”

卡西尼号的任务于 2017 年 XNUMX 月结束,当时由于燃料不足,任务团队故意将飞船投入土星的大气层,以避免飞船撞上土星的卫星。

特色图片来源:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute。

Sumber: 美国航空航天局

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