토성은 자체 고리에서 파도를 만듭니다.
지진이 우리 행성을 덜렁거리게 하고 내부의 진동을 일으키는 것과 같은 방식으로 토성 그것은 가스 거인을 아주 작게 진동하게 만들었습니다. 이러한 움직임은 차례로 토성의 고리에 파문을 일으킵니다.
저널에 게재된 새로운 연구에서 자연 천문학, California Institute of Technology의 두 천문학자는 토성의 핵에 대한 새로운 정보를 밝히기 위해 이 기복이 있는 고리를 분석했습니다. 연구를 위해 그들은 에 의해 캡처된 고대 데이터를 사용했습니다. 나사‘NS 카시니, 13년 동안 고리 거성 주위를 도는 우주선이 행성의 대기로 뛰어들어 2017년에 분해됩니다.
이 발견은 행성의 핵이 일부 이전 이론에서 제안한 것처럼 단단한 암석 덩어리가 아니라 얼음, 암석 및 광물성 유체의 만연한 수프 또는 과학자들이 “퍼지” 핵이라고 부르는 것을 시사합니다. 분석은 또한 핵이 행성 직경의 60%에 걸쳐 확장되어 이전에 추정된 것보다 훨씬 더 크다는 것을 보여줍니다.
“우리는 행성 내의 진동을 측정하기 위해 거대한 지진계와 같은 토성의 고리를 사용했습니다.”라고 공동 저자인 Caltech의 이론 천체 물리학 부교수인 Jim Fuller가 말했습니다. “이것은 가스 거성 행성의 구조를 지진으로 조사할 수 있었던 것은 이번이 처음이며 그 결과는 매우 놀랍습니다.”
William E.의 광물 물리학 교수인 Jennifer Jackson은 이번 연구에서 다양한 유형의 지진 관측을 사용하여 지구의 핵심 구성을 이해하고 잠재적으로 지구에서 일어나는 지진을 감지할 수 있다고 말했습니다. 금성 미래에.
크리스토퍼 만코비치.
이 연구의 주 저자는 Fuller Group에서 근무하는 행성 과학 박사후 연구원인 Christopher Mankovitch입니다.
그 결과는 토성의 신비한 핵에 대한 최고의 증거를 제공하며 NASA의 Juno 임무의 최근 증거와 일치합니다. 목성 또한 유사하게 감쇠된 코어를 가질 수 있습니다.
“안개가 있는 코어는 슬러지와 같습니다.”라고 Mankovic은 설명합니다. 행성의 수소와 헬륨 가스는 행성의 중심으로 갈수록 점점 더 많은 얼음과 암석과 혼합됩니다. 그것은 당신이 더 깊고 더 깊은 수준에 도달함에 따라 염분이 증가하여 안정적인 형성을 만드는 지구의 바다의 일부와 약간 비슷합니다.”
토성의 진동이 고리에 파동을 생성할 수 있고 따라서 고리가 토성의 내부를 연구하기 위한 지진계로 사용될 수 있다는 아이디어는 Mark Marley(BS ’84)와 Caroline Porco(PhD ‘)의 1990년대 초 연구에서 처음 나타났습니다. 83), 그는 Cassini 이미징 팀의 후기 주장이 되었습니다. 이 현상은 2013년 Matt Hedman과 PD Nicholson(PhD ’79)에 의해 처음 관찰되었으며, 이들은 Cassini가 캡처한 데이터를 분석했습니다. 천문학자들은 토성의 C 고리가 토성의 중력장의 변동에 의해 움직이는 여러 나선 패턴을 포함하고 있으며 이러한 패턴이 행성의 위성과의 중력 상호작용에 의해 야기되는 고리의 다른 파동과 다르다는 것을 발견했습니다.
이제 Mankovic과 Fuller는 쇠퇴하는 토성의 내부에 대한 새로운 모델을 만들기 위해 고리의 파도 패턴을 분석했습니다.
“토성은 항상 진동하지만 미묘합니다.”라고 Mankovitch는 말합니다. “행성의 표면은 천천히 물결치는 호수처럼 1~2시간마다 약 1미터씩 움직입니다. 지진계처럼 고리는 중력 교란을 감지하고 고리 입자는 진동하기 시작합니다.
짐 풀러.
연구원들은 관찰된 중력 잔물결이 토성의 깊은 내부가 완전히 구르면서 안정된 층으로 구성되어 있으며 무거운 물질이 행성 중앙으로 가라앉고 그 위의 가벼운 물질과의 혼합이 중단된 후 형성된 안정적인 층으로 구성되어 있음을 나타냅니다.
“행성의 중력장이 이러한 특정 주파수로 진동하려면 내부가 안정적이어야 하며, 이는 행성의 중심을 향해 나아갈 때 얼음과 암석의 비율이 점진적으로 증가하는 경우에만 가능합니다.”라고 Fuller는 말합니다.
그들의 결과는 또한 토성의 핵이 전체 지구의 질량의 55배이며, 그 얼음과 암석의 17개의 지구 질량이 있고 나머지는 수소와 헬륨의 액체임을 나타냅니다.
현재 연구에 참여하지 않은 Hedman은 “Christopher와 Jim은 특정 고리 특징이 토성의 핵이 매우 분산되어 있다는 강력한 증거를 제공한다는 것을 보여줄 수 있었습니다. 다른 모든 요소에 대해 생각하게 되어 기쁩니다. 토성이 만든 고리 모양은 우리에게 행성에 대해 알려줄 수 있습니다.” .
또한, 이 발견은 셰일 코어가 먼저 형성되고 큰 가스 봉투를 끌어당긴다는 것을 보여주는 현재의 거대한 가스 형성 모델에 도전을 제기합니다. 연구에서 제안한 것처럼 행성의 핵이 실제로 흐릿하다면 행성은 그 과정에서 초기에 가스를 포함할 수 있습니다.
참조: 2021년 8월 16일 Christopher R. Mankovitch와 Jim Fuller의 “고리 지진학에 의해 밝혀진 토성의 확산 핵” 여기에서 사용 가능 자연 천문학.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01448-3
NS 자연 천문학 “고리 지진학으로 탐지된 토성의 확산 핵”이라는 연구는 로즈 힐스 재단과 슬론 재단의 지원을 받았습니다.
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”