May 27, 2024

De ringen van Saturnus verwarmen de atmosfeer

De ringen van Saturnus verwarmen de atmosfeer

De ringen van Saturnus zijn een van de meest herkenbare kenmerken in de hele astronomie. Hoewel er veel over hen bekend is, halen ze nog steeds af en toe de krantenkoppen. Dit omvat een Een recente studie Met de deelname van een internationaal team van onderzoekers kunnen ze helpen een duidelijker beeld te schetsen van de interactie tussen de gasreus en het massieve ringsysteem eromheen.

Voor de studie gebruikten de onderzoekers een reeks gegevens die tussen 1980 en 2017 waren verzameld van zowel actieve als gepensioneerde ruimtemissies om ultraviolette waarnemingen van atomaire waterstofemissies in de bovenste atmosfeer van Saturnus te onderzoeken die verschijnen als een spectraallijn van hete waterstof.

Wat ze ontdekten was een uniek beeld van Saturnus en wijst erop dat het massieve ringsysteem verantwoordelijk is voor het opwarmen van de atmosfeer van de gasreus. In dit geval vallen de ijzige deeltjes uit de ringen door een combinatie van de immense zwaartekracht van Saturnus en andere mogelijkheden, waaronder ultraviolette straling van de zon, inslagen van micrometeoroïden, elektromagnetische krachten en bombardementen door de zonnewind. In feite bevestigde NASA’s Cassini een regen van deeltjes uit de ringen toen ze in de atmosfeer van Saturnus stortten, ook wel bekend als “De grote finale”anno 2017.

Hoewel het langzame uiteenvallen van de ringen algemeen bekend is, komt het effect ervan op de atomaire waterstof van de planeet niet als een verrassing. Van de Cassini-sonde wisten we al van het effect van de ringen. We wisten echter niets over het atomaire waterstofgehalte,” d zei. Lutfi bin Jafel van het Astrophysical Institute in Parijs en het Lunar and Planetary Laboratory van de Universiteit van Arizona, en hoofdauteur van de studie. “Alles wordt aangedreven door ringdeeltjes die op specifieke breedtegraden de atmosfeer in stromen. Ze wijzigen de bovenste atmosfeer, veranderen de samenstelling. En dan heb je ook nog botsingen met atmosferische gassen die de atmosfeer op een bepaalde hoogte mogelijk kunnen opwarmen.” Het uiteenvallen van de ring op Saturnus genoemd door Dr. Ben Javel komt uit een studie uit 2018 die bevestigde dat Saturnus al zijn ringen binnen de komende 100 miljoen jaar zou kunnen verliezen, wat voortbouwt op eerdere waarnemingen van NASA’s Voyager 1 en 2.

De ruimtemissies die ultraviolette gegevens hebben bijgedragen die in deze studie zijn gebruikt, waren afkomstig van NASA’s Hubble Space Telescope, NASA’s gepensioneerde Cassini-ruimtevaartuig, de gepensioneerde International Ultraviolet Explorer-missie van de European Space Agency en NASA’s Voyager 1 en 2 ruimtevaartuigen terwijl ze voorbij vlogen. Saturnus-systeem in 1980. en 1981, respectievelijk. Dit betekent dat de onderzoekers gegevens gebruikten tussen 1980 en 2017, waarbij wetenschappers aanvankelijk gegevens weggooiden die overmatige ultraviolette straling in de atmosfeer gemeten door Voyager 1 en 2 vertoonden, nadat ze het hadden geïnterpreteerd als ruis, en met vergelijkbare gegevens verzameld door alle missies in de komende 37 jaar. .

Het is al lang een raadsel om te proberen vast te stellen of al deze gegevens van vijf ruimtemissies gedurende bijna 40 jaar juist of misleidend zijn, maar Dr. Ben Javel nam de taak op zich en besloot de Hubble Space Telescope Imaging Spectroradiometer (STIS) te gebruiken. om ultraviolette gegevens van Saturnus in 2017 te verzamelen en te kalibreren tegen alle gegevens die teruggaan tot 1980.

Een composiet van drie afzonderlijke afbeeldingen van Saturnus, gemaakt door Voyager 2 op 12 juli 1981 door ultraviolette, violette en groene filters. (Credit: NASA/JPL)
Afbeelding van het zuidelijk halfrond van Saturnus en de onderkant van de ringen gemaakt door NASA’s Hubble in 2003 (Credit: NASA en E.Karkoschka (Universiteit van Arizona))

“Toen alles was gekalibreerd, zagen we duidelijk dat de spectra consistent waren voor alle missies. Dit was mogelijk omdat we hetzelfde referentiepunt hadden, van Hubble, over de snelheid van energieoverdracht vanuit de atmosfeer zoals gemeten over de decennia,” zei Dr. Ben Javel. “Het was echt een verrassing voor mij. Ik heb net de verschillende lichtverdelingsgegevens samen geplot en toen besefte ik, wauw – het is hetzelfde.”

Uiteindelijk vond Dr. Ben Javel hetzelfde niveau van UV-straling uit alle gegevens van alle ruimtemissies. Deze bevinding werd ondersteund door een onderzoek naar de seizoenseffecten van onze zon op Saturnus uit verschillende zonnecycli gedurende bijna 40 jaar aan gegevens.

“We kunnen op elk moment en overal op de planeet het niveau van UV-straling volgen”, zegt dr. Ben Javel. “Dit wijst op de aanhoudende ‘ijsregen’ van de ringen van Saturnus als de beste verklaring. We staan ​​nog maar aan het begin van het effect van deze ringkarakterisering op de bovenste atmosfeer van de planeet. We willen uiteindelijk een globale aanpak hebben die een echte atmosferische signatuur in de werelden Een van de doelen van dit onderzoek is om te zien hoe we het kunnen toepassen op planeten die rond andere sterren draaien.Het wordt ook wel de zoektocht naar ‘buitenringen’ genoemd.

Welke nieuwe ontdekkingen zullen wetenschappers de komende jaren en decennia doen over de ringen van Saturnus, en kunnen ze worden gebruikt om naar de “buitenringen” te zoeken? Alleen de tijd zal het leren, daarom weten we het!

Zoals altijd, blijf leren en blijf zoeken!