Nasa на сатурне. двенадцатая часть: спицы в кольца вставляют молнии
Чуть астрологи увидели какие-то полосы на кольцах Сатурна, как эти структуры прекратили оказаться. А позже опять стали систематично давать о себе знать, но только спустя четверть века.
Их сравнивали то с лучами, то со спицами, но понимания это не додавало. Прямо не спицы, а палки в колёса.
Но на данный момент разгадка стала намного ближе.
Недавнее открытие загадочной дырки в Сатурне озадачило учёных, и им удалось отыскать аналоги этого явления лишь на Земле. Как ни необычно, но дабы разобраться с другой сатурновской головоломкой — «спицами» в кольцах, — астрологам снова было нужно прибегнуть к знаниям о родной планете.
«Спицы» в первый раз нашли аппараты Voyager I и II, каковые пролетали рядом с Сатурном в 1980 и 1981 годах.
Эти структуры похожи на чёрные либо яркие полосы шириной порядка 100 километров и протяжённостью до 20 тысяч километров. Они непостоянны: формируются за какие-то пара часов, а ещё через пара часов исчезают.
А время от времени их по большому счету не бывает: к примеру, между 1998 и 2004 годами ничего аналогичного не наблюдалось. Опять они показались лишь в сентябре прошлого года, и аппарат Cassini стал иногда передавать их изображения.
Один из самых известных ранних снимков сатурнианских «спиц», сделанный аппаратом Voyager II 22 августа 1981 года.
Полосы появились в кольце B и просуществовали в более-менее чётком виде в течении двух-трёх оборотов кольца (фото NASA).
Тринадцать учёных из Германии, Тайваня, США и Англии нашли объяснение таинственным странностям, иногда появляющимся в сатурнианских кольцах. Вердикт экспертов гласит: в этом повинны замечательнейшие разряды молний в воздухе газового гиганта.
В соответствии с концепции, созданной Джерейнтом Джонсом (Geraint Jones) из университета изучений Нашей системы Макса Планка (Max-Planck-Institut fur Sonnensystemforschung) и его сотрудниками, трансформации вида колец происходят из-за электронных пучков. Источник последних — молнии на Сатурне, каковые куда замечательнее земных.
Несколько полос, сформировавшихся в сентябре.
На этом и на многих вторых снимках «спицы» выглядят яркими, но смогут быть и чёрными — это зависит от угла, под которым «наблюдает» Cassini (фото NASA/JPL/Space Science Institute).
Образующиеся наряду с этим свободные электроны врезаются в кольца, в которых, кроме более-менее камушков и крупных глыб, имеется и совсем небольшие частицы. Они имеют радиус всего около 0,6 микрометра и наэлектризованы.
В следствии электроны «выбивают» из колец эти крупицы, что ведет к происхождению радиальных полос — наподобие спиц в колёсах.
Как обосновывают исследователи, все это является следствием сил электростатического сотрудничества. Но окончательного представления о том, откуда микрочастицы в кольцах взяли ненулевой заряд, пока не сложилось.
«Спицы замечены опять!» — для того чтобы рода восторженными заголовками NASA начинает собственные пресс-релизы об этом, так и не осознанном до конца, явлении. Снимки спиц сделаны 23 июля (вверху) и 24 сентября (внизу) (фото NASA/JPL/Space Science Institute).
Ранее существовала теория, в соответствии с которой метеориты врезались в кольца, что становилось обстоятельством электризации частиц. Но это, утверждает Джонс, не имеет возможности растолковать размещение полос: маловероятно, что пара метеоритов имели возможность бы столкнуться с кольцами в таковой упорядоченной последовательности, дабы их следы имели возможность складываться в линии.
Мысль, предложенная Джонсом, есть умозрительной — до тех пор пока никто не видел, дабы электронные пучки Сатурна действовали на его окружение. Но исследователи говорят, что эта теория может растолковать необычные явления в кольцах, к тому же она вписывается в представления о происходящем при грозах на Земле.
На октябрьском снимке полосы уже мало «расползлись».
Но «место действия» прошлое — кольцо B (фото NASA/JPL/Space Science Institute).
В большинстве случаев молнии на отечественной планете появляются в следствии разряда между поверхностью и облаками. Но сценарий возможно иным.
Под действием космических лучей верхние слои атмосферы ионизируются, и освободившиеся электроны вырываются во внешнее пространство на протяжении линий магнитного поля Почвы.
Грозовые бури кроме этого происходят во внешних слоях воздуха Сатурна, и Джонс уверен, что в том месте имеет место совершенно верно такое же явление. И, как следствие, всё это отражается на кольцах.
Молния на Сатурне приводит к выбросу электромагнитной энергии в широком диапазоне, среди них и на радиоволнах.
Кое-какие волны движутся вверх, и Cassini регистрирует их посредством особой аппаратуры, предназначенной для радиоволн и изучения плазмы (иллюстрация NASA/JPL/University of Iowa).
Линии магнитного поля, проходящие от 43-52 градусов северной широты до 38-46 градусов южной, смещают электронные пучки к кольцу B, фрагменты которого движутся с той же угловой скоростью, что и сама планета. Это значит, что до тех пор пока продолжается грозовой шторм, в кольце будет формироваться и поддерживаться «спица».
Электронные пучки, появляющиеся на иных широтах, взаимодействуют с другими кольцами, скорости которых хороши от скорости Сатурна. Как раз по данной причине полосы прекрасно видны лишь в кольце B. Они имеется и в других частях, но более расплывчатые.
Это, в целом, укладывается в концепцию исследовательской группы Джонса.
Динамика трансформации «спиц».
Это, кстати, первые снимки таинственных полос, сделанные в прошедшем сезоне по окончании 25-летнего «затишья» (фото NASA/JPL/Space Science Institute).
Но, предстоящие доказательства, возможно, уже прейдет скоро: Cassini удалось зарегистрировать по крайней мере два потока электронов, выпущенных в космос сатурнианскими молниями.
Более правильные факты предоставят наблюдения за молниями на Сатурне, не смотря на то, что это будет и непросто. «Я точно не знаю, как грозовые бури смогут смотреться на Сатурне, — говорит Джонс и додаёт: — И по большому счету, я не уверен, что кто-нибудь может это знать».
Продолжение направляться.
