Защо атмосферата на Сатурн е толкова гореща

10.04.2020 / 05:00 0

kaldata.com

Последни данни от космическия апарат Cassini нa NASA разкриват, че електрически токове, породени от взаимодействия между слънчевия вятър и магнитното поле на Сатурн, причиняват ярките полярни сияния и загряват атмосферата.

Горните слоеве в атмосферата на газовите гиганти Сатурн, Юпитер, Уран и Нептун са горещи, подобно на земните. За разлика от случая със Земята обаче, Слънцето е твърде далеч от тези външни планети, за да се окаже то „виновник“ тези високи температури. Техният източник на нагряване е една от най-големите загадки в планетарните изследвания.

Нови анализи на данните от космическата сонда Cassini на NASA дават достоветно обяснение за високите температури във външните атмосферни слоеве на Сатурн. Както при него, така и при другите газови гиганти в Слънчевата система обяснението се крие в наличието на полярни сияния.

Проучването на полярните сияния на Сатурн започва през 1979 г., когато космическият кораб Pioneer 11 наблюдава ултравиолетово изсветляване на полюсите на Сатурн. Впоследствие Voyager 1 и 2 в началото на 80-те години на миналия век предоставиха подробни данни за огромното магнитно поле на планетата.

Северното полярно сияние на Сатурн, заснето с телескопа Hubble на NASA. Източник: ESA/Hubble, NASA & L. Lamy (Observatoire de Paris)

Тези зрелищни светлинни шоута, подобно северните и южните полярни сияния на Земята, са причинени от слънчевата радиация. За разлика от Земята обаче, полярните сияния на Сатурн могат да се видят само в ултравиолетовия спектър. Изображенията на тези сияния разкриват пулсации, но като цяло изглеждат фиксирани и независими от въртенето на планетата.

Полярните сияния загряват атмосферата

Обяснението е, че електрическите токове, в следствие от взаимодействието между слънчевия вятър и заредените частици от луните на Сатурн, „разпалват“ полярните сияния и загряват горната атмосфера.

Изследването е публикувано на 5 април 2020 г. в Nature Astronomy. То представлява най-детайлното картографиране на температурата и плътността на външната атмосфера на газовия гигант.

„Разбирането на диманичните процеси във външните слоеве на атмосферата наистина изисква глобален поглед. Този набор от данни за пръв път дава възможност да разгледаме горната атмосфера от полюс до полюс, докато същевременно виждаме как температурата се променя в дълбочина“, заяви Зара Браун, водещ автор на изследването.

Анимиран 3D модел на космическия апарат Cassini. Cassini е част от съвместната мисия Cassini–Huygens на Американската, Европейската и Италианската космическа агенция. Цел на мисията е изучаване на планетата Сатурн, включително пръстените и луните ѝ. Mисията включва апарата Cassini на NASA и лендъра Huygens на ESA, който кацна на най-голямата луна на Сатурн – Титан. Източник: NASA

Атмосферните течения разпределят тази енергия

Чрез изграждане на пълна картина за това как топлината циркулира в атмосферата, учените са в състояние да разберат как полярните електрически токове нагряват горните слоеве на атмосферата и как се движат ветровете. Първоначално топлинната енергия е съсредоточена в полярните области. В последствие атмосферните течения разпределят тази енергия към екваториалните райони, като ги нагряват до два пъти повече отколкото Слънцето би могло.

„Резултатите са от огромно значение за нашето разбиране на горните атмосферни слоеве на планетите. Те са важна част от наследството на Cassini“, сподели съавторът на изследването Томи Коскинен, член на екипа по ултравиолетови изображения на Cassini. „Те помагат да се отговори на въпроса защо най-горният слой на атмосферата е толкова горещ, докато останалата част от атмосферата е студена.“

Структура на атмосферата на Сатурн. Aтмосферата на Сатурн е съставена от приблизително 75% водород и 25% хелий, като има и следи от други съединения и вещества като вода и метан. Източник: Quora

Управляван от Лабораторията за реактивни двигатели на NASA в Южна Калифорния, Cassini наблюдаваше Сатурн от орбита в продължение на повече от 13 години, преди да свършат запасите му от гориво. След изпълнението на 22 много близки обиколки около Сатурн, той беше „потопен“ в атмосферата на планетата през септември 2017 г.

Grand Finale

По време на “гмуркането”, познато като Grand Finale, бяха събрани основните данни за новата температурна карта на атмосферата на Сатурн. В този етап от мисията в продължение на шест седмици Cassini беше насочен към няколко ярки звезди в съзвездията Орион и Голямо куче. В този момент те се намираха отвъд Сатурн. Докато космическият апарат наблюдаваше как звездите се издигат и залязват зад гигантската планета, учените анализираха как звездната светлина се променя, при преминаване през атмосферата. По този начин се дава оценка за плътността на атмосферните слоеве в дълбочина.

Артистична илюстрация на „гмуркането“ на Cassini в атмосферата на Сатурн на 15 септември 2017 г. Безопасното приключване на мисията удовлетворява изискванията за защита на планетата, за да се избегне евентуално замърсяване на луните на Сатурн, които биха могли да имат условия, подходящи за живот. Източник: NASA/JPL-Caltech

Измерването на плътността на атмосферата дава на изследователите необходимата информация, за да се даде оценка за температурата. Плътността намалява с надморската височина, а скоростта на намаляване зависи от температурата. Така се установява, че температурите достигат максимум в близост до полярните области.

„Въпреки че са открити хиляди екзопланети, само планетите в нашата Слънчева система могат да бъдат изучавани толкова детайлно. Благодарение на Cassini имаме по-подробна картина на най-външния атмосферен слой на Сатурн от която и да е друга планета във Вселената“, каза Браун.



За реклама в "Петел" на цена от 60 лева без ДДС на ПР публикация пишете на info@petel.bg

Следете PETEL.BG всяка минута 24 часа в денонощието!

Последните новини виж - ТУК!


Проверка на фактите: Съобщете ни, ако видите фактологични грешки и нередности в статията или коментарите. Пишете директно на info@petel.bg. Ще обърнем внимание!


Изпращайте вашите снимки на info@petel.bg по всяко време на дежурния редактор!

 

 


Коментари
Коментирай чрез Facebook

Последни новини

 
Всички права запазени © 2011 - 2024 Petel.bg Изработка и техническа поддръжка Дот Медиа
затвори X
реклама