Иллюстрация космического корабля Кассини, вращающегося вокруг Сатурна. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Доктор философии Ланкастерского университета. Студент 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.
Ланкастерский университет, доктор философии. Студент Джордж Ксистурис под руководством доктора Криса Арриджа проанализировал исторические данные Ленгмюровского зонда на борту Кассини, инструмента, 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 высвобождаемые электроны являются так называемыми «фотоэлектронами». Однако есть проблемы, поскольку они 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 сделан зонд Ленгмюра, и то, насколько ярким было солнце в окрестностях Сатурна, мы удалось рассчитать изменение числа фотоэлектронов для каждого кольца и вычислить оптическую толщину колец Сатурна.
«Это был новый и захватывающий результат! Мы использовали прибор, который в основном используется для измерений в плазме, чтобы измерить особенности планет, что является уникальным применением зонда Ленгмюра, и наши результаты согласовались с исследованиями, в которых для измерения изображений использовались сканеры высокого разрешения. прозрачность 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, который использует приборы космических зондов необычным и изобретательным способом. Инновации такого рода — это именно то, что необходимо в астрономических исследованиях. и подход, который многие бывшие студенты, работающие в самых разных сферах, применяют для решения мировых проблем».
Информация от: Ланкастерским университетом
