Для расчета прозрачности колец Сатурна предложено использовать затмения

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