Зонд Кассини обнаруживает странный радиационный пояс внутри колец Сатурна

Космический корабль НАСА «Кассини» провел последние пять месяцев, ныряя между Сатурном и его кольцами. Кредит: НАСА / JPL

До стремительно приближается к своему огненному концу на облачных вершинах Сатурна в сентябре 2017 года космический корабль НАСА «Кассини» обнаружил множество сюрпризов в космосе между планетой и ее кольцами.

Они включают в себя радиационный пояс, изобилующий энергичными частицами. Исследователи знали, что у Сатурна было несколько таких поясов за пределами его величественных колец. Но новооткрытая область, расположенная близко к планете внутри колец, отрезана от других - и предоставляет испытательный стенд для изучения некоторой фундаментальной космической физики. 1 , 2 ,

Кассини также обнаружил молекулы, в том числе метан 3 и пыль 4 падение с колец Сатурна в его атмосферу, что позволяет предположить, что кольца и планета взаимодействуют более тесно, чем предполагали ученые. «Было много сюрпризов», - говорит Элиас Руссос, ученый-планетолог из Института Макса Планка по изучению солнечной системы в Геттингене, Германия, который возглавлял команду, открывшую радиационный пояс.

Шесть статей в науке 1 , 3 , 4 и пять в письмах о геофизических исследованиях 2 Все публикации, опубликованные 4 октября, содержат некоторые последние открытия Кассини. Они датируются последними 5 месяцами его 13-летней орбиты вокруг Сатурна, когда космический корабль неоднократно пикировал между планетой и ее кольцами.

Там Кассини обнаружил внутренний радиационный пояс, простирающийся от верхней атмосферы Сатурна до его внутреннего кольца. Регион населен протонами, движущимися почти со скоростью света. Космические лучи высокой энергии, проходящие через пространство, врезаются в кольца или атмосферу Сатурна, создавая поток дополнительных частиц, которые в конечном итоге распадаются на протоны, составляющие пояс.

Протоны во внутреннем радиационном поясе теряют свою энергию, если попадают в атмосферу планеты или в самое внутреннее кольцо. Протоны во внешних радиационных поясах не подвержены риску таких столкновений, поэтому внешние радиационные пояса более плотные.

Сравнивая радиационные пояса Сатурна друг с другом и с радиационными поясами на других планетах, таких как Земля, исследователи могут лучше понять, почему пояса образуются там, где они появляются. Радиация представляет большую опасность для миссий, летящих через межпланетное пространство; астронавтам Аполлона приходилось пролетать сквозь земные пояса, чтобы избежать бомбардировки смертельной дозой радиации.

Внутренний радиационный пояс Сатурна похож на тот, о котором сообщалось в прошлом году на Юпитере миссией НАСА «Юнона», хотя и менее интенсивный 5 , «Кажется, что на обеих планетах эти довольно странные, небольшие радиационные пояса находятся достаточно близко», - говорит Фрэн Багенал, ученый-планетатор из Университета Колорадо в Боулдере.

По ее словам, изучение этих внутренних радиационных поясов может помочь понять, как заряженные частицы и магнитные поля взаимодействуют очень близко к планетам газового гиганта. До Кассини и Юноны ни один космический корабль не пролетал достаточно близко, чтобы получить данные. «Теперь мы действительно можем начать заниматься сравнительной планетологией», - говорит Багенал.

В Сатурне Кассини также заметил другие признаки того, как сложные вещи возникают между планетой и кольцами. Космический корабль измерил метан, окись углерода и другие соединения, вытекающие из колец внутрь на планету в огромных количествах - до 45 000 кг каждую секунду 3 , Пыль с десятками нанометров в поперечнике также вылетает из колец в атмосферу 4 ,

«Все эти наблюдения показывают, что область между кольцами и планетой представляет собой очень сильно связанную систему», - говорит Руссос. «Все влияет на все остальное».

Подпишитесь на ежедневную новостную рассылку Nature Briefing

Будьте в курсе того, что имеет значение в науке и почему, отобранных из Природы и других публикаций по всему миру.

Подписаться

 
Карта