Аспирант Ланкастерского университета измерил оптическую толщину колец Сатурна, используя новый метод, основанный на том, сколько солнечного света достигло космического корабля Кассини, когда он находился в тени колец.
Оптическая глубина связана с прозрачностью объекта и показывает, как далеко свет может пройти через этот объект, прежде чем он будет поглощен или рассеян.
Исследование, проведенное Ланкастерским университетом в сотрудничестве со Шведским институтом космической физики, опубликовано в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
Космический корабль NASA-ESA «Кассини» был запущен в 1997 году и достиг Сатурна в 2004 году, проведя самое обширное на сегодняшний день исследование планеты и ее спутников. Миссия завершилась в 2017 году, когда Кассини погрузился в атмосферу Сатурна после 22 погружений между планетой и ее кольцами.
Аспирант Ланкастерского университета Джордж Ксистурис под руководством доктора Криса Арриджа проанализировал исторические данные Ленгмюровского зонда на борту Кассини, прибора, который измерял холодную плазму, то есть ионы и электроны низкой энергии, в магнитосфере Сатурна.
В своем исследовании они сосредоточились на солнечных затмениях космического корабля: периодах, когда Кассини находился в тени Сатурна или главных колец. Во время каждого затмения зонд Ленгмюр фиксировал резкие изменения в данных.
Джордж сказал: «Поскольку зонд металлический, всякий раз, когда он освещен солнечным светом, солнечный свет может дать зонду достаточно энергии для высвобождения электронов. Это фотоэлектрический эффект, и высвобождающиеся электроны — это так называемые «фотоэлектроны». Однако они могут создавать проблемы, поскольку имеют те же свойства, что и электроны в холодной плазме вокруг Сатурна, и не существует простого способа разделить их».
«Сосредоточив внимание на изменениях данных, мы поняли, что они связаны с тем, сколько солнечного света пропускает каждое кольцо. В конце концов, используя свойства материала, из которого был изготовлен зонд Ленгмюра, и то, насколько ярким было Солнце в окрестностях Сатурна, нам удалось вычислить изменение числа фотоэлектронов для каждого кольца и вычислить оптическую толщину колец Сатурна.
«Это был новый и захватывающий результат! Мы использовали инструмент, который в основном используется для измерений в плазме для измерения особенностей планет, что является уникальным применением зонда Ленгмюра, и наши результаты согласуются с исследованиями, в которых использовались сканеры высокого разрешения для измерения прозрачности колец».
Главные кольца, которые простираются на расстояние до 140 000 км от планеты, но имеют максимальную толщину всего 1 км, должны исчезнуть из поля зрения Земли к 2025 году. В этом году кольца будут наклонены ребром к Земле, что сделает ее почти их невозможно просмотреть. Они наклонятся обратно к Земле во время следующей фазы 29-летнего обращения Сатурна по орбите и будут становиться все более заметными и яркими до 2032 года.
Профессор Майк Эдмундс, президент Королевского астрономического общества, добавил: «Всегда приятно видеть аспиранта, занимающегося использованием приборов космического зонда необычным и изобретательным способом. Инновации такого рода — это именно то, что необходимо в астрономических исследованиях и подход, который применяют многие бывшие студенты, работающие в самых разных сферах, для решения мировых проблем».
Изображение: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Нет комментариев