Кольца Сатурна раскрывают ключи к разгадке ядра газового гиганта

Планетологи обнародовали результаты нового исследования архивных наблюдений Кассини за кольцами Сатурна. Ученые смогли дать более точные оценки размера и массы ядра Сатурна, проанализировав колебания в его кольцах, вызванные колебаниями гравитационного поля планеты. Оказалось, что радиус ядра может составлять почти 60 процентов от радиуса газового гиганта, а треть его массы состоит из камней и льда.

Кольца Сатурна раскрывают новую информацию о ядре планеты

Внутренние конструкции

Наиболее точные ограничения на модель внутреннего строения планет-гигантов ученые получают в процессе изучения их гравитационных полей.

Атмосферные процессы

Однако на результаты таких исследований сильно влияют процессы в атмосферах планет, что затрудняет точное измерение массы и размеров ядер Юпитера и Сатурна.

Гравитационное поле Сатурна

Теория о том, что колебания гравитационного поля Сатурна могут создавать колебания в его кольцах, что делает их своего рода сейсмографом для изучения структуры газового гиганта, впервые появилась в начале 1990-х годов.

Подтверждая теорию

В 2013г. Теория была подтверждена данными межпланетной станции Кассини, которая в ходе наблюдений за кольцом С выявила в нем волны плотности, которые отличались от других волн в кольцах, вызванных гравитационным взаимодействием со спутниками Сатурна. .

Гравитационные волны

Регистрировались в основном колебания типа f-моды, но также регистрировались внутренние гравитационные волны (g-моды), несущие информацию о внутреннем строении планеты.

Кольца Сатурна и внутреннее строение

Кристофер Р. Манькович и Джим Фуллер из Калифорнийского технологического института использовали данные наблюдений Кассини за кольцами Сатурна, чтобы построить новую модель внутренней структуры Сатурна.

Выводы

Ученые пришли к нескольким выводам. Если рассматривать ядро ​​как область, содержащую половину тяжелых элементов планеты, то ее эффективный радиус составляет 0,32 радиуса Сатурна, но если существует устойчивая граница между ядром и оболочкой Сатурна, в которой преобладает водород, то радиус ядра составляет 0,59 радиуса Сатурна.

Масса сердечника

При этом масса ядра оценивалась в 55,1 массы Земли, из которых 17,4 массы Земли составляют скалы и лед.

Оценки

Исследователи отмечают, что эти оценки массы и радиусов ядра значительно больше предыдущих. Граница между ядром и оболочкой Сатурна кажется диффузной, слоистой областью, которая замедляет скорость охлаждения планеты, что помогает объяснить удивительно высокую светимость Сатурна.

Подробнее о Сатурне

Ранее в этом году мы говорили о другом любопытном исследовании атмосферы Сатурна, в котором были подведены итоги трехлетних наблюдений. Результаты показали невероятные изменения в экваториальных облаках и ветрах Сатурна, а также в северной полярной области. Прочтите все об этом здесь.