Фиби: Тайна луны Сатурна

Сатурн, пожалуй, самая красивая планета в нашей Солнечной системе с ее полосами мягко светящихся цветов, системой ледяных паутинных колец и сверкающим антуражем замерзших лун. Бесчисленные луны Сатурна представляют собой разнообразную коллекцию, начиная от интенсивной, испускаемой углеводородами луны Титан, которая больше, чем главная планета Меркурий, и заканчивая крошечными сверкающими ледяными лунными луночками. В целом Сатурн окружен впечатляющим числом следующих 62 известных спутников с подтвержденными орбитами. Но из этой далекой коллекции крошечная луна Фиби выделяется в толпе как интригующая таинственная луна. В декабре 2018 года группа астрономов объявила, что, разработав новый метод измерения изотопных соотношений воды и углекислого газа на расстоянии, они обнаружили, что вода в кольцах и лунах Сатурна неожиданно сама по себе похожа на воду планета — за исключением Фиби, где вода более странная, чем та, что была обнаружена на любом другом объекте, который до сих пор изучался в нашей Солнечной системе.

Результаты этого исследования показывают, что ученые-планетаторы должны теперь разработать новые модели формирования нашей солнечной системы. Это связано с тем, что недавние находки противоречат уже существующим моделям. Статья, описывающая это исследование, опубликована в журнале наук о планетах Икар под названием Изотопные отношения колец и спутников Сатурна. Значение для происхождения воды и Фиби. Статья Икара написана в соавторстве с Институтом планетарных наук (PSI) Доктор Роджер Н. Кларк, доктор Роберт Х. Браун (Университет Аризона, в Тусоне), доктор Дейл П. Крукшанк (НАСА) и доктор Грегг А. Суэйзи (Геологическая служба США). PSI находится в Тусоне.

Изотопы представляют собой различные формы элементов, которые имеют разное количество нейтронов. Добавляя нейтрон, масса также добавляется. Это дополнение может изменить процессы, связанные с формированием планеты, кометы или луны. Вода состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O), следовательно, H2O. Добавление одного нейтрона к одному атому водорода, называемого дейтерием (D), увеличивает массу молекулы воды (HDO) примерно на 5 процентов. Это очень небольшое изменение приводит к изотопным изменениям в образовании планеты, луны или кометы, а также изменяет испарение воды после того, как она уже сформировалась. Отношение дейтерия к водороду (DH) является отпечатком условий пласта, включая температуру и эволюцию, с течением времени. Испаряющаяся вода обогащает дейтерий на оставшейся поверхности.

Место Сатурна в нашей Солнечной системе

Сатурн и его гораздо более крупный братский мир, Юпитер, классифицируются как планеты-гиганты газа. Оба газообразных бегемота обитают в холодных внешних областях нашей Солнечной системы, где огненный золотой свет и интенсивное тепло нашего Солнца намного слабее, чем для четверти внутренних твердых тел: Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Некоторые теории предполагают, что ни один газовый гигант не содержит твердого внутреннего ядра, скрытого под массивными газовыми слоями. Тем не менее, другие теории предполагают, что полосчатый дуэт do имеет надежно маленькие твердые ядра, спрятанные под их крутыми, тяжелыми и бурными кожухами, состоящими из взбалтывающего газа. Две другие планеты-гиганты холодного внешнего домена нашей Солнечной системы — Уран и Нептун — классифицируются как ледяные гиганты . Многие ученые-планетологи считают, что оба из этих отдаленных ледяных гигантов имеют большие ядра, состоящие из камня и льда, которые скрыты под их плотной газовой атмосферой. Однако газовые атмосферы голубых ледяных гигантов не столь плотны, как у Юпитера и Сатурна. Хотя Уран и Нептун являются планетарными бегемотами, они не такие большие, как Юпитер и Сатурн.

Чарующая и красивая система колец Сатурна на самом деле вращается вокруг множества бесчисленных ледяных глыб и кусочков, размеры которых варьируются от крошечных замороженных частиц до валунов размером с небольшие офисные здания. Эти вращающиеся маленькие орбитальные объекты танцуют друг с другом, и на их работу влияет магнитосфера Сатурна . Магнитосфера — это область, подверженная магнитному влиянию планеты. Небольшие ледяные кольцевые объекты также находятся под постоянным влиянием более крупных лун Сатурна.

Пятьдесят три спутника Сатурна были названы, из которых только 13 имеют диаметр более 50 километров. Замороженные объекты, которые танцуют в плотных кольцах, окружающих Сатурн, обладают собственными сложными орбитальными движениями. Семь лун Сатурна достаточно велики, чтобы иметь форму эллипсоида, но только две из них — Титан и Рея — в настоящее время находятся в гидростатическом равновесии.

Титан — самая заметная из многих лун Сатурна. Это вторая по величине луна во всей нашей Солнечной системе — после Ганимеда Юпитера — она ​​имеет богатую азотом атмосферу, такую ​​как Земля, и причудливый ландшафт, который отображает сухие речные сети и озера, заполненные жидкими углеводородами, которых нет ни на одном другом теле. в нашем знакомом семействе Солнца планет, лун и других объектов.

Энцелад, еще одна луна Сатурна, представляет собой интригующий маленький мир с химическим составом, похожим на кометный. Особое значение имеет то, что Энцелад выбрасывает струи газа и пыли, что может указывать на существование подземного глобального океана жизнеобеспечивающей жидкой воды, скрытой под его поверхностной корой, состоящей из толстого льда.

Двадцать четыре из множества спутников Сатурна классифицированы как регулярные спутники. Это означает, что они движутся по орбите вокруг своей планеты, которая не очень склонна к экваториальной плоскости Сатурна. К ним относятся семь главных лун Сатурна, четыре маленьких луны, которые вращаются на орбите троянца вместе с более крупными лунами, две взаимно-орбитальные луны и дуэт лун, которые выполняют важную функцию пастырей одного колец Сатурна — F-кольцо . Пара других известных регулярных спутников окружают свою планету в промежутках в паутинных кольцах Сатурна. Относительно большой лунный Гиперион находится в резонансе с Титаном. Оставшееся население регулярных лун находится на орбите вблизи внешнего края A-кольца в пределах G-кольца и между двумя главными лунами Мимасом и Энцелад. Регулярные спутники названы в честь титанов и титанов или других важных и интригующих фигур, связанных с мифологическим Сатурном в классической мифологии.

Остальные 38 лун Сатурна, которые имеют средние диаметры в диапазоне от 4 до 213 километров, являются нерегулярными спутниками орбиты которых вокруг их планеты находятся намного дальше от нее, чем у обычных спутников. Нерегулярные спутники Сатурна имеют высокие наклоны и представляют собой смешанный мешок со спортивными и ретроградными орбитами. Считается, что эти луны являются захваченными малыми планетами или, наоборот, осколками, оставшимися от фрагментации таких тел после того, как они были захвачены мощным гравитационным захватом Сатурна — таким образом, образуя столкновительные семейства. Нерегулярные спутники были классифицированы в соответствии с их орбитальными характеристиками на инуитские, норвежские и галльские группы, и их названия взяты из соответствующих мифологий этих трех культур. Фиби является самой большой из нерегулярных лун Сатурна, и она была обнаружена в конце 19-го века.

Mystery Moon

Фиби была открыта американским астрономом Уильямом Генри Пикерингом (1858-1938) 18 марта 1899 года из исследования фотографических пластинок, полученных с 16 августа 1898 г. в обсерватории Бойдена близ Арекипы, Перу, американского астронома Де Лисла Стюарта (1870-1941). Действительно, Фиби отличается тем, что является первой луной, которая была обнаружена фотографически.

Маленький Фиби был также первой мишенью, которую подарил космический корабль Кассини когда он наконец достиг системы Сатурна в 2004 году, после своего долгого и коварного путешествия через межпланетное пространство. Потратив более десяти лет на изучение системы Сатурна, Кассини завершил свою миссию в сентябре 2017 года, когда он был намеренно врезался в Сатурн, где он распался, как метеор. Запущенный в октябре 1997 года, он достиг Сатурна 30 июня 2004 года, неся европейский зонд Гюйгенса контрейлерных перевозок. Зонд Гюйгенса исследовал большую оранжевую луну, окутанную смогом, Сатурн, Титан.

Несмотря на небольшой размер Фиби эта интересная замороженная луна была хорошо изучена для нерегулярного спутника . Трасса Кассини к Сатурну и Время прибытия было выбрано учеными миссии специально для того, чтобы разрешить этот облет. После близкого столкновения и его выхода на орбиту Сатурна Кассини не продвинулся далеко за пределы орбиты луны Япета среднего размера Сатурна.

Фиби содержит дифференцированный интерьер. Считается, что он был сферическим и горячим в начале своей истории. Это было также разбито из округлости повторными ударами многих воздействующих объектов.

Считается, что он является захваченным кентавром, Фиби вероятно, странствующий беженец, первоначально родившийся в далеком поясе Койпера. Кентавры — малые планеты — малая Солнечная система тела с большой полуосью между осями главных внешних планет. Они отображают характеристики как комет, так и астероидов.

Очень удаленный пояс Койпера — это область, расположенная за пределами самой главной планеты, прекрасного ледяного гиганта с синими полосами Нептун. Здесь, во внешних границах нашей Солнечной системы, где наше солнце выглядит на темном небе только как особенно большая звезда, плавающая в море со множеством других звезд, огромное количество замороженных кометных ядер и других ледяных объектов существует в вечные, неумолимые сумерки. Пояс Койпера находится в глубокой заморозке нашей Солнечной системы — это дом множества замороженных объектов, которые представляют собой древние реликвии сказочной истории, рассказывающие загадочную историю нашей Солнечной системы & # # 39; рождение 4,56 миллиарда лет назад. Большинство объектов пояса Койпера (KBO) состоят из летучих веществ — воды, аммиака и метана, которые были сохранены в этой глубокой темной глубокой заморозке, как это было в древние времена рождение нашей Солнечной системы. Пояс Койпера также является домом для подтвержденных карликовых планет Плутона, Хаумеа и Макемаке. Считается, что некоторые из самых чарующих и сбивающих с толку спутников нашей Солнечной системы — это объекты, которые действительно родились в поясе Койпера но давно ушли из места своего рождения. Эти мистические луны, конечно, включают в себя Фиби, наряду с некоторыми другими лунами, такими как Тритон Нептуна. Тритон вращается вокруг своей принятой родительской планеты Нептун в неверном направлении. Это говорит о том, что он, скорее всего, обречен совершить роковое погружение, в какой-то момент в будущем, в толстое покрытое полосами сапфирово-голубое облако, которое окутывает планету, вокруг которой он вращался с тех пор, как он путешествовал далеко от своей замерзшей колыбели в Куйпере Пояс.

Маленькая загадочная луна была названа в честь Фиби, Титанессы в греческой мифологии, связанной с собственной большой Луной Земли. Он также разработан Сатурн IX в некоторой научной литературе. Стандарты номенклатуры Международного астрономического союза (IAU) гласят, что особенности на Фиби должны быть названы в честь фигур в греческом мифе о Ясоне и аргонавтах.

Вода из "Из этого мира"

Модели, иллюстрирующие формирование нашей Солнечной системы, показывают, что отношение дейтерия к водороду (DH) должно быть значительно выше в холодной внешней Солнечной системе, чем оно находится в более теплой и хорошо освещенной внутренней области, где Земля обитает ближе к нашему Солнцу — наряду с другими внутренними планетами: Меркурием, Венерой и Марсом. Дейтерий более распространен в гигантских холодных темных молекулярных облаках которые служат местом рождения звезд. Наше Солнце родилось в кружащихся складках именно такого темного и прекрасного облака. Некоторые модели предсказывают, что DH должно быть примерно в 10 раз выше в системе Сатурна, чем на нашей собственной планете. Однако новые измерения показывают, что Фиби движется в такт другого барабана.

«Открытие нечетного изотопного отношения дейтерия к водороду для Фиби означает, что оно образовалось в далекой части Солнечной системы и происходит из нее», — объяснил д-р Кларк 3 декабря 2018 года. PSI Press Release. " Соотношение D / H Фиби является самым высоким значением, которое все же измеряется в Солнечной системе, что указывает на происхождение в холодной внешней Солнечной системе за ее пределами. Сатурн ", добавил он.

Команда астрономов также измерила отношение углерод-13 к углероду-12 на другой большой луне Сатурна, Япета, наряду с Фиби . У Япета, который также имеет отношение D / H подобное коэффициенту нашей собственной планеты, также есть отношение углерод-13 к углероду-12, близкое к значениям Земли. Напротив, значение Фиби почти в пять раз выше в изотопе углерода. Присутствие углекислого газа накладывало ограничения на то, сколько Фиби могло испариться в космос после его образования, оставляя только возможность того, что Фиби родилась в холодных внешних областях нашей Солнечной системы. — Гораздо дальше от нашего Солнца, чем его принятая родительская планета Сатурн. Это означает, что Фиби предположительно, была изгнана со своего места рождения на орбиту, где он был чрезвычайно гравитационно захвачен Сатурном. Точно, как далеко от нашего Солнца родился Фиби неизвестно. Это связано с тем, что в настоящее время нет измерений D / H или Carbon-13-carbon-12 для замороженных ледяных поверхностей, обнаруженных на Плутоне или KBO окружающих нашу Звезду за Плутоном. Но эта методология поможет астрономам в их стремлении достичь таких измерений поверхностных льдов.

Измерения проводились с помощью космического корабля Кассини НАСА астрономами с использованием его спектрометра визуального и инфракрасного картирования (VIMS) в ходе полета. Позднее усовершенствованный вызов прибора, который был закончен в начале 2018 года, обеспечил точность, необходимую для этих измерений отраженного света от спутников Сатурна и сверкающих ледяных колец. Новый метод измерения изотопных отношений на твердых телах, таких как водяной лед и углекислый лед, с использованием дистанционной спектроскопии, позволит проводить важные измерения изотопных отношений для других тел через нашу Солнечную систему, таким образом налагая дополнительные необходимые ограничения на модели его формирования более 4 миллиардов лет ,

Поскольку значения D / H наблюдаемые в системе Сатурна, близки к значениям нашей собственной планеты, аналогичный источник воды должен быть реализован как для внутреннего, так и для внешнего регионы нашей солнечной системы. Теперь необходимо разработать новые модели, чтобы показать, где существует изменение от внутренней Солнечной системы к внешней.

Миссия НАСА Europa Clipper также могла использоваться для измерения изотопных отношений на ледяных галилеевых лунах Юпитера, отметил д-р Кларк в 3 декабря 2018 года. PSI Пресс-релиз. Европа — это одна из галилеевых лун Юпитера и, как полагают, в ней находится покрытый льдом океан жидкой воды, спрятанный под ее растрескавшейся ледяной коркой. Другие три галилеевых луны — все они были открыты Галилеем Галилеем в 1610 году — это Ио, Ганимед и Каллисто. Доктор Кларк является со-следователем в миссии, и он надеется принять эти важные меры.


Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован Обязательные поля отмечены *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>