gov-civil-vilareal.ptОбясняване на луните на Сатурн с равиоли
>Луните на Сатурн са странни.
Имам предвид, наистина ли странно. Когато космическият кораб Касини се появи на Сатурн през 2004 г. и започна да прави полети на някои от вътрешните луни, изображенията, които изпрати на Земята, бяха толкова странни, че всъщност трябваше да ги погледна за момент, за да разбера дори формата, която виждам.
Рецензия на книгата приключенията на Том Сойър
Това е така, защото някои от тях приличат на ... добре ... равиоли. Да, сериозно.
Луните на Сатурн Атлас (вляво) и Пан (вдясно), и двете имат големи сплескани джанти около тях, което ги прави да изглеждат като равиоли. Кредит: НАСА/JPL-Калтех/Институт за космически науки
Това изображение показва малките (~ 35 километра широки) луни Атлас и Пан. Имам предвид, Хайде . Само като ги гледам ме гладува.
Какво би могло да ги накара да имат тези широки джанти?
Първата мисъл беше свързана с местоположението . И двете луни обикалят около Сатурн в или много близо до пръстеновата система. Широкият външен пръстен на Сатурн се нарича пръстен А и в него има празнина, наречена пролуката на Енке, която е широка около 325 км. Пан обикаля вътре в тази празнина, а Атлас точно извън острия външен ръб на А пръстена. Ако гравитацията на луните можеше да привлече ледените пръстенни частици към тях, те биха могли да се натрупват по екваторите на луните и в слабата гравитация на луните да образуват тези странни структури.
Ако това беше така обаче, луните трябва да образуват елипсоидални форми (като топка за ръгби) поради приливите и отливите от гравитацията на Сатурн. Те не го правят, така че трябва да се случи нещо друго.
Анимация, показваща приближаването на Касини към Атлас. Точките не са звезди, а субатомни частици, които се сблъскват с детекторите на Касини. Кредит: НАСА/JPL-Калтех/Институт за космически науки
признаци, че бившият приятел те иска обратно
Екип от планетарни учени излезе с друга идея, която може да обясни тези форми : Сблъсъци с бавна скорост.
При този сценарий , луните наистина растат чрез сблъскване и залепване на малки частици, но процесът се променя с времето, когато се образуват по -големи обекти. Първо, във външните пръстени се образува лунен приличен размер и поради взаимодействие с пръстените се премества от Сатурн. След това се образува втора, по -малка луна на мястото, където се е образувала първата, и тя също се премества. Този процес продължава, като всяка луна расте, докато се движи през и далеч от пръстените, и вие се завъртате с поредица от луни, които стават по -големи, колкото по -далеч от Сатурн са; този процес на растеж се нарича пирамидален режим .
Но какво се случва след това? Новата работа разглежда сблъсъците с бавна скорост между тези луни, за да види какви форми придобиват те. Използвайки сложни компютърни модели за това как се държат обекти като тези при сблъсък, те откриха удивително нещо: когато отчитат масата, текстурата на обектите (те са склонни да са порести за разлика от твърдите) и приливите и отливите от гравитацията, те бяха способен да възпроизвежда доста добре формите на Пан и Атлас.
Сблъсъците трябва да са челни или почти такива и да се случват със скорост от няколко десетки метра в секунда (приблизително до два пъти по-бързи от скоростта на магистралата). Когато това се случи, двете се сблъскват, сливат се и сякаш се сплескват заедно като кълбове, образувайки хребет около тях, когато материалът се изтръгне (като сладоледената част от сладоледения сандвич, ако сладоледът е твърде топъл, и тези храни аналогиите ме убиват)
Анимации от компютърни модели за това как някои от спътниците на Сатурн са се образували от сблъсъци с ниска скорост. Кредит: Адриен Лельо, Мартин Юци и Мартин Рубин от университета в Берн.
След образуването на лунен камък с билото, отломките от удара, хвърлен в космоса около него, могат да се натрупват отново, образувайки по-широките джанти от типа на равиоли. То биха могли, може също е възможно част от този материал да идва и от пръстените, като първата представена идея.
Равиолите на Сатурн и спътниковите луни Атлас, Пан и Прометей (горен ред) и модели на техните форми въз основа на сблъсъци (отдолу). Кредит: НАСА/JPL-Калтех/Институт за космически науки/Университет в Берн
Този метод дори обяснява много странната форма на луната Прометей, която е удължена и има заострени върхове в краищата си. Ако сблъсъкът не беше точно челен, а изключен с няколко градуса, ударът извън центъра причинява получения обект да бъде по-продълговат, а приливите и отливите от Сатурн го разтягат допълнително, създавайки усукана, заострена форма. Техните модели зловещо съвпадат с действителната форма на Луната.
Челните сблъсъци биха били естествен резултат от пирамидалния процес, тъй като луните първоначално се образуват в равнината на пръстените, което е много плътно свит. Така че тази част също работи.
заслепен от лекия филмов преглед
Касини изображение на ореховата луна Япет (вляво) и негов модел, базиран на сблъсъци между по-малки луни, възпроизвеждащи странния и огромен екваториален хребет. Кредит: НАСА/JPL-Калтех/Институт за космически науки/Университет в Берн
покемон рейнджър: сенки на алмия
Въпреки че смятат, че този метод работи за вътрешни луни, той може да работи и за някои големи външни луни. Наскоро писах за Япет, външна луна на Сатурн, която е широка 1500 км и има огромен хребет, който минава по целия екватор. В тази статия писах за някои изследвания, които показват как пръстен от материал около Луната след сблъсък може да се е натрупал на повърхността, натрупвайки се, за да образува непрекъснатата планинска верига.
Но тази нова работа предполага билото, образувано след сблъсък с бавна скорост между две луни, всяка с половината от масата на Япет. Това е възможно, но челен сблъсък е по-малко вероятно да стигне до орбити на Япет (много над 3 милиона км от планетата) и при значителен орбитален наклон от 15 ° към екватора на Сатурн. Може би Япет се е формирал по начина, по който те предвиждат и нещо се е случило, за да го постави на силно наклонена орбита. Не е ясно.
Уроците от тази приказка са много. Единият е, че е възможно да се обяснят странните форми на вътрешните луни на Сатурн, а може би и някои други, но точните детайли могат да бъдат трудни за определяне. Друго е, че конкуриращите се теории са добри, тъй като понякога части от тях са правилни и могат да се комбинират.
Трето е, че дори сега, години след като Касини завърши мисията си и се потопи в атмосферата на Сатурн, ние все още не разбираме наистина какво се случва с пръстеновидния световен флот от странни, странни луни. Може да отнеме известно време, преди всичко да се събере, а може би дотогава ще имаме друга мисия в Сатурн, която може да отрече или подкрепи тези идеи.
Сатурн е красиво и странно място. Очаквам винаги да има въпроси за това, на които да се отговори.
