Terremotos sacodem os anéis de Saturno e revelam seu interior

Dois astrofísicos enfatizaram a importância da ideia introduzida durante a década de 1990 de que deveria ser aplicável pelo estudo dos anéis de Saturno. Movimentos dentro do gigante, semelhantes aos terremotos na Terra ou dentro do Sol, ao alterar o campo gravitacional do planeta no nível de seus anéis fazem com que ele vibre. Ele pode então ser usado como um sismógrafo para examinar o interior de Saturno.

Artigo publicado no famoso jornal astronomia natural, mostre duas obras Cientistas astronômicos Do lendário Caltech que foi baseado em dados da sonda Cassini sobre Anéis de saturnoVai chamar a atenção do astrônomo germano-americano Robert Weldt (1905-1976). A ele devemos os primeiros modelos do interior planetas gigantes, modelos propostos e desenvolvidos durante os anos quarenta e cinquenta.

Segundo ele, o interior dos planetas Júpiter É provável que Saturno consistisse em um pequeno núcleo rochoso coberto por uma espessa camada de várias camadas de gelo (não apenas água), todas cercadas por uma vasta Atmosfera líquido, consiste principalmente emhidrogênio e hélio. Esses modelos também se aplicam a Urano E Netuno, exceto que pensamos que sabemos que esses gigantes devem ter Casaco Um gelo muito maior circunda um núcleo rochoso. A temperatura de Júpiter será elevada para quase 20.000 K (estima-se na Terra que a temperatura deve chegar a 6.000 K), é claro pressão Gigante difícil de criar em laboratórios na Terra.

Nas últimas décadas, os modelos dos gigantes foram aprimorados, ambos usandoExperimentos de laboratório de alta pressão, A partir de simulação numérica Cientistas ou simplesmente analisando dados coletados por expedições Juno e Cassini. hidrogênio líquido e hélio de Júpiter e Saturno, líquido Em grande profundidade, ele também se tornará sólido com Hidrogênio que pode até adquirir propriedades metálicas, mesmo em supercondutores. metano eamônia O conteúdo também pode levar à formação de diamantes dentro de Netuno.

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Hoje vemos um novo exemplo desse refinamento no caso de Saturno, conforme descrito no artigo disponível em arXiv A partir de Jim Fuller, Professor assistenteAstrofísica teoria na Caltech e colega de pós-doutorado Christopher Mankovitch. Os dois homens concluíram que o núcleo de Saturno provavelmente se estende por cerca de 60% do interior do planeta, o que é muito maior do que as estimativas mais recentes fornecidas por cientistas planetários. Acima de tudo, este coração será muito mais difuso Com a distinção entre rocha, gelo e fluidos minerais condutores menos clara do que se imaginava até agora, é mais apropriado falar de uma mistura que muda de acordo com regressão À medida que afundamos no coração do gigante, não cordas Claramente homogêneo diferenciado quimicamente. Notavelmente, uma conclusão semelhante já emergiu de análises de dados coletados por Juno no caso de Júpiter.

Animação mostrando que o anel C mais interno de Saturno contém ondas espirais densas que são semelhantes às ondas de Lindblad de galáxias espirais que são excitadas por mudanças no campo gravitacional durante a interação intergaláctica. Assim, essas ondas no anel C são como um sismógrafo que trai os movimentos da matéria dentro de Saturno e torna possível fazer o mesmo que no caso da Terra com a sismologia. © caltech

Um novo exemplo de sismologia

No caso de Saturno, ambos astrofísicos Ele também argumenta que o núcleo da Terra é 55 vezes a massa da Terra, com 17 missas A terra de gelo e rochas e o resto é um líquido de hidrogênio e hélio. Como os dois homens tiraram todas essas conclusões dos dados da Cassini?

Eles tiraram mais alguns diplomas, uma ótima ideia dos anos 90 e nós devemos isso Mark Marley E Caroline Big. colega atrasado Andre BraichCaroline Porco fez seu nome por ser um membro das missões Cassini e Voyager a ponto de liderar a equipe responsável pelas imagens da Cassini.

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Em 2013, Marley e Porco co-estrelas Matt Hedman e B.

Quais são as notas da Cassini? Simplesmente aqueles que mostram a formação e propagação de ondas “espirais” no anel C de Saturno. Começa a 74.658 km do centro de Saturno e se estende até 92.000 km, pois está compreendido entre o anel D, o mais interno e separado pela divisão Guérin, e o anel B, mais externo e separado pela divisão Lyot.

Essas ondas estimuladas pelas mudanças de tempo no campo da gravidade Sobre Saturno Como Mark Marley e Caroline Porco entendem, algumas diferenças no campo gravitacional não estão relacionadas movimentos das luas de Saturno Mas por diferenças específicas para o campo do planeta gigante.

A sonda Cassini capturou imagens de duas pequenas luas de Saturno cujos campos gravitacionais oscilam na distribuição de partículas no anel F de Saturno. As simulações mostram animações que mostram claramente as ondas geradas no anel F, que está mais distante dos anéis de Saturno. © NASA

Essas diferenças específicas são criadas por mudanças nas distribuições de matéria dentro de Saturno em resposta, por exemplo, à difusãoondas sísmicas Como os que podem ser encontrados dentro Soleil que são usados ​​por astrofísicos para fazer a ciência do sol. Essas mudanças também podem ser devido às oscilações e distorções associadas no núcleo de Saturno movimentos Da superfície da água em um copo moderadamente agitado. Os anglo-saxões falam de ” fluxo Para descrever os movimentos da superfície livre de um líquido sob essas condições, esse fenômeno é referido em francês como “afundamento”. Ondas espirais e difração podem ser vistas na visão do artista no primeiro vídeo acima.

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Mark Marley e Caroline Porco concluíram razoavelmente que as ondas nos anéis de Saturno eram, portanto, uma tradução direta do que poderíamos chamar terremotos Dentro de Saturno, que estávamos na frente de um Janela Observação relacionada à ciência de Mercúrio permitindo, como na Terra com sismologia, para explorar a estrutura e composição do interior de Saturno.

As análises apresentadas hoje em artigo escrito por astronomia natural Agora, isso nos faz pensar que o núcleo de Saturno é um pouco equivalente a uma bola de argila com a mistura de rocha, gelo, hidrogênio líquido e hélio que parece formá-lo. Finalmente, esta combinação é uma espécie de fóssil O nascimento de Saturno.

A cosmogonia de Júpiter e Saturno inclui a formação inicial de um grande núcleo de rocha e gelo nele Gás De acordo com a teoria atual prevalecente. Mas há outra forma em que o processo realmente começa com um Colapso Área grande e espontânea no disco inicial de gás e poeira. Teremos que voltar um pouco na direção desse modelo?

Por anos, Jim Fuller e seus colegas têm explorado a ideia da sismologia de Saturno, estudando seus anéis. Aqui está uma demonstração técnica Para uma tradução francesa razoavelmente precisa, clique no retângulo branco no canto inferior direito. A tradução em inglês deve aparecer. Em seguida, clique na porca à direita do retângulo, clique em “Legendas” e por último em “Traduzir automaticamente”. Escolha “Francês”. © CIDER Dynamic Earth

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