Космос
Креацентр > Статті > Космос > Таємнича швидкість обертання Сатурна

Таємнича швидкість обертання Сатурна

Недавня новина повідомила про останній вимір швидкості обертання – 10 год. 33 хв. 38 сек., плюс-мінус хвилина або дві.1 Це значно коротше, ніж написано в більшості підручників з астрономії. Ви можете подумати: як важко виміряти швидкість обертання планети? Все, що вам потрібно зробити, це шукати об'єкти на поверхні планети і час, який потрібен для їх обходу. Такого роду спосіб використовується для вимірювання швидкості обертання планети з твердою поверхнею, такою як Марс. Але багато планет не мають видимої твердої поверхні. Наприклад, Венера постійно оточена густими хмарами, які закривають нам вид на її поверхню. Проте, радар може легко проникнути в ці хмари, щоб відскочити від твердої поверхні Венери, тому впродовж півстоліття ми знаємо швидкість обертання Венери.

Але з Сатурном, як і з трьома іншими юпітеріанськими, або газовими гігантами, ще складніше. Супутники Юпітера – Сатурн, Уран і Нептун – складаються в основному з водню. Водень, як правило, газ, тому супутники Юпітера мають великі атмосфери, що складаються в основному з водню. Ці атмосфери мають товщину в пару сотень кілометрів, нижче якої надзвичайно високий тиск поступово перетворює водень в рідину. Тому більша частина маси Юпітера складається з рідкого водню. Поблизу своїх центрів юпітеріанські планети майже напевно мають ядра з каменю, оточені різними типами льоду.

Все, що ми бачимо на юпітеріанських планетах, включаючи Сатурн, – це вершини їх атмосфер. Але атмосфери цих планет відзначені безліччю плям різних розмірів і кольорів. Таким чином, астрономи легко можуть виміряти швидкість, з якою ці плями обертаються навколо планети, показуючи швидкість обертання. За винятком того, що вимірювана швидкість обертання залежить від широти. Для обертання точок на екваторі Сатурна потрібно 10 год. 14 хв., а для обертання на високих широтах – 10год. 38 хв. Як таке може бути? Є вітри на великій висоті, які в різних широтах переміщують хмари з різною швидкістю. Таке диференціальне обертання характерне для планетарних атмосфер. Навіть на Землі висотні вітри розрізняються в різних широтах. І газоподібне Сонце проявляє диференціальне обертання.

Чи буде реальна швидкість обертання?

Проте, повинна бути якась швидкість обертання, яку має більша частина планети. У Сатурна є сильне магнітне поле, яке, ймовірно, генерується глибоко всередині нього, так само, як магнітне поле Землі. Коли Сатурн обертається, його магнітне поле обертається разом з ним. Тому прилади на борту космічного корабля «Вояджер» майже чотири десятиліття тому вимірювали швидкість обертання цього поля під час польотів (1980-1981). Дані зонда «Вояджер» дали швидкість обертання для глибин Сатурна 10 год. 39 хв. 24 сек. Цей період залишався остаточним періодом обертання Сатурна понад два десятиліття. Але потім з'явився космічний корабель «Кассіні», який кілька років обертався навколо Сатурна. Подібні вимірювання показали швидкість обертання 10 год. 46 хв., тобто на 6 хвилин довше. Це позбавлено всякого сенсу, бо ніхто не вірить, що швидкість обертання Сатурна могла змінитися так швидко.

Звідси виникає необхідність нового підходу в вимірі швидкості обертання Сатурна. У недавньому дослідженні розглядалися хвилі в кільці С, слабкому внутрішньому кільці Сатурна. Багато даних прийшло від дуже детальних зображень кільця C, прийнятих протягом декількох років з зонда "Кассіні" (2004-2017). Вважається, що хвилі збуджуються сейсмічною активністю глибоко всередині Сатурна. Це – складний механізм, що збуджує хвилі. Крім того, хвилі чутливі до швидкості обертання Сатурна. Нове дослідження моделювало принцип роботи, який бере участь у створенні спостережуваних хвиль в кільці C, для отримання швидкості обертання.

Отже, яка швидкість обертання Сатурна вірна? Ймовірно, ні одна з них. Я дуже обережний з останніми даними, тому що вони найбільш залежать від моделі. По крайній мірі, інші дані здаються досить простими. Для такого рідкого тіла, як Сатурн, «швидкість обертання» повинна бути якоюсь середньою швидкістю обертання для всієї планети, та як її виміряти? Обертання магнітного поля, ймовірно, найближче до цього. Але як пояснити різку зміну цього темпу ротації трохи більше ніж за 20-30 років? Це, ймовірно, вказує на деякі динамічні зміни, що відбуваються глибоко всередині Сатурна, можливо, ядро обертається з інакшою швидкістю, ніж інша частина планети. Наприклад, припустимо, що ядро Сатурна обертається швидше, ніж більша частина решти планети: втрати на тертя сповільнять обертання ядра, прискорюючи швидкість обертання шарів вище. Але це не може тривати вічно, оскільки втрати на тертя в кінцевому підсумку приведуть до майже однакової швидкості обертання. Скільки часу це займе? Це невідомо, але це, безумовно, займе набагато менше часу, ніж передбачуваний вік Сатурна в мільярди років. Можливо, розбіжні швидкості обертання Сатурну свідчать про його надзвичайну молодість.

 

Автор: д-р Денні Р. Фолкнер

Дата публікації: 9 лютого 2019 року

Джерело: answers in genesis

 

Переклад: Тiга В                                     

Редактор: Недоступ О.

 

 

Написати коментар