Những phần mờ nhất của nhẫn Saturn - những phần trông dày đặc nhất - don Patrick luôn chứa nhiều vật liệu hơn. Một bí ẩn sao Thổ vĩ đại khác!
Sao Thổ và các vành đai của nó, thông qua tàu vũ trụ Cassini quay quanh.
Các vành đai Saturn trông rắn chắc qua kính viễn vọng và trong hàng trăm năm, nhiều người nghĩ rằng chúng là rắn. Nhưng sự vững chắc của các vòng Saturn, hóa ra chỉ là ảo ảnh, và, vì tàu vũ trụ đã bắt đầu khám phá hệ mặt trời, chúng tôi đã gọi nhẫn Saturn là một tỷ mặt trăng riêng biệt. Bây giờ - lần đầu tiên sử dụng dữ liệu từ sứ mệnh của NASA Cass Cassini - các nhà nghiên cứu, người đã cân nhắc các phần trung tâm của vòng Saturn Ngược B lần đầu tiên cho thấy các vòng Saturn Hồi đang trình bày cho chúng ta một ảo ảnh quang học khác. Kết quả của họ cho thấy rằng dày đặc hơnđang nhìn các khu vực trong vòng don don nhất thiết phải chứa nhiều vật liệu hơn.
Trên thực tế, họ cho biết, mặc dù một số phần của vòng B mờ hơn tới 10 lần (ít nhìn xuyên qua) so với vòng A lân cận, nhưng vòng B có thể chỉ có hai đến ba lần khối lượng vòng A.
Các nhà nghiên cứu cho biết trong một tuyên bố từ JPL:
Dường như trực quan rằng một vật liệu mờ đục nên chứa nhiều thứ hơn là một chất trong mờ hơn. Ví dụ, nước bùn có nhiều hạt bụi lơ lửng trong đó hơn nước trong hơn. Tương tự như vậy, bạn có thể nghĩ rằng, trong các vành đai Sao Thổ, các khu vực mờ đục hơn chứa nồng độ vật chất lớn hơn so với những nơi mà các vòng có vẻ trong suốt hơn.
Nhưng trực giác này không phải lúc nào cũng áp dụng được
đáng ngạc nhiên là có mối tương quan nhỏ giữa độ dày của một chiếc nhẫn - về độ mờ và độ phản xạ của nó - và lượng vật liệu mà nó chứa.
Nghiên cứu được công bố trực tuyến bởi tạp chí Icarus vào cuối tháng 1/2016.
Vòng Saturn từ B có màu đục nhất trong các vòng chính, xuất hiện gần như màu đen trong hình ảnh Cassini này được chụp từ phía không sáng của mặt phẳng. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới cho thấy, vòng B không chứa nhiều vật liệu hơn. Hình ảnh thông qua NASA / JPL-Caltech / Viện khoa học vũ trụ
Một số bộ phận của vòng B Saturn có độ mờ gấp 10 lần so với vòng A lân cận, nhưng vòng B có thể nặng chỉ bằng hai đến ba lần khối lượng vòng A. Hình ảnh thông qua NASA / JPL-Caltech / Viện khoa học vũ trụ
Những nhà khoa học đã xác định mật độ khối của vòng B - khối lượng của nó trên một đơn vị thể tích - ở một số nơi bằng cách phân tích sóng mật độ xoắn ốc. Theo tuyên bố của JPL, đây là:
Các tính năng của vòng quy mô tốt được tạo ra bởi lực hấp dẫn trên các hạt vòng từ các mặt trăng Saturn, và lực hấp dẫn của hành tinh. Cấu trúc của mỗi sóng phụ thuộc trực tiếp vào khối lượng trong phần của các vòng nơi sóng nằm.
Họ đã sử dụng một kỹ thuật mới để phân tích dữ liệu từ tàu vũ trụ Cassini, thu được khi các dụng cụ của nó nhìn xuyên qua các vòng tròn hướng tới một ngôi sao sáng.
Mặc dù các nhà khoa học này chỉ thực hiện phân tích duy nhất cho vòng Saturn lành B, họ nói rằng kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây sử dụng các kỹ thuật khác nhau để đưa ra kết luận tương tự về các vòng chính khác của Saturn.
Họ cho biết họ cũng nhận thấy rằng, trong khi độ mờ đục của vòng B thay đổi bởi một lượng lớn trên chiều rộng của nó, khối lượng - hoặc số lượng vật liệu - không thay đổi nhiều từ nơi này sang nơi khác.
Và họ nói rằng nghiên cứu mới này về khối lượng của các vòng Saturn, có ý nghĩa quan trọng đối với tuổi của các vòng, giải thích:
Một vòng nhỏ hơn sẽ phát triển nhanh hơn một vòng chứa nhiều vật liệu hơn, trở nên tối hơn bởi bụi từ thiên thạch và các nguồn vũ trụ khác nhanh hơn.
Do đó, vòng B càng nhỏ, nó càng trẻ hơn - có thể là vài trăm triệu năm thay vì vài tỷ.
Vòng B là vòng sáng nhất của Sao Thổ khi nhìn dưới ánh sáng mặt trời phản chiếu. Tín dụng hình ảnh: NASA / JPL-Caltech / Viện khoa học vũ trụ
Tác giả chính của nghiên cứu là Matthew Hedman, một nhà khoa học tham gia Cassini tại Đại học Idaho, Moscow. Herman đã cố gắng giải thích kết quả phản trực giác rõ ràng của nghiên cứu của mình bằng cách nói:
Hiện tại, nó không rõ ràng làm thế nào các khu vực có cùng số lượng vật liệu có thể có các opacity khác nhau như vậy. Nó có thể là một cái gì đó liên quan đến kích thước hoặc mật độ của các hạt riêng lẻ, hoặc nó có thể có liên quan đến cấu trúc của các vòng.
Đồng điều tra viên Cassini Phil Nicholson của Đại học Cornell, Ithaca, New York, cho biết thêm:
Ngoại hình có thể lừa dối. Một điểm tương đồng tốt là làm thế nào một đồng cỏ sương mù mờ hơn nhiều so với hồ bơi, mặc dù hồ bơi dày đặc hơn và chứa nhiều nước hơn.
Mặc dù khối lượng thấp được tìm thấy bởi Hedman và Nicholson, vòng B vẫn được cho là chứa phần lớn vật liệu trong hệ thống vòng Saturn, các nhà khoa học cho biết.
Họ cho biết một phép đo chính xác hơn về tổng khối lượng của các vòng Saturn đang trên đường. Trước đây, Cassini đã đo trường hấp dẫn Sao Thổ, nói với các nhà khoa học tổng khối lượng của Sao Thổ và các vành đai của nó. Trong năm 2017, Cassini sẽ xác định khối lượng của Sao Thổ một mình bằng cách bay ngay bên trong các vành đai trong giai đoạn cuối của nhiệm vụ.
Sự khác biệt giữa hai phép đo dự kiến cuối cùng sẽ tiết lộ khối lượng thật của nhẫn.