Аспирант Ланкастерского университета измерил оптическую глубину колец Сатурна, используя новый метод, основанный на том, сколько солнечного света достигало космического аппарата Cassini, 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.
Миссия Cassini и сотрудничество в исследованиях
Исследование, проведенное Ланкастерским университетом в сотрудничестве со Шведским институтом космической физики, было недавно опубликовано в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
Космический аппарат NASA-ESA Cassini был запущен в 1997 году и достиг Сатурна в 2004 году, проведя наиболее обширную съемку планеты и ее спутников на сегодняшний день. Миссия завершилась в 2017 году, когда “Кассини” погрузился в атмосферу Сатурна, 22 раза пронырнув между планетой и ее кольцами.
Аспирант Ланкастерского университета Джордж Ксистоурис под руководством доктора Криса Арриджа проанализировал исторические данные, полученные с зонда Ленгмюр на борту “Кассини”, прибора, который измерял холодную плазму, то есть ионы и электроны низкой энергии, в магнитосфере Сатурна.
Для своего исследования они сосредоточились на солнечных затмениях космического аппарата: периодах, когда Кассини находился в тени Сатурна или главных колец. Во время каждого затмения зонд Ленгмюра регистрировал значительные изменения в данных.
Джордж сказал: “Поскольку зонд металлический, всякий раз, когда он освещен солнцем, солнечный свет может дать зонду достаточно энергии для высвобождения электронов. Это фотоэлектрический эффект, и высвобождаемые электроны являются так называемыми “фотоэлектронами”. Однако они могут создать проблемы, поскольку обладают теми же свойствами, что и электроны в холодной плазме вокруг Сатурна, и разделить их непросто. ”
“Сосредоточившись 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 изготовлен зонд Ленгмюра, и то, насколько ярким было Солнце в окрестностях Сатурна, нам удалось рассчитать изменение количества фотоэлектронов для каждого кольца и рассчитать оптическую глубину колец Сатурна.
“Это был новый и захватывающий результат! Мы использовали прибор, который в основном используется для измерения плазмы, для измерения особенностей планеты, что является уникальным применением зонда Ленгмюра, и наши результаты согласуются с исследованиями, в которых для измерения прозрачности колец использовались приборы с высоким разрешением ”.
Будущая видимость колец Сатурна
Основные кольца, которые простираются на расстояние до 140 000 км (90 000 миль) от планеты, но имеют максимальную толщину всего 1 км (0,6 мили), должны исчезнуть из поля зрения с Земли к 2025 году. В этом году кольца будут повернуты ребром к Земле, что сделает их практически невозможными для наблюдения. Во время следующей фазы 29-летней орбиты Сатурна они снова повернутся к Земле и будут становиться все более заметными и яркими до 2032 года.
Профессор Майк Эдмундс, президент Королевского астрономического общества, добавил: “Всегда приятно видеть аспиранта, участвующего в использовании приборов космического зонда необычным и изобретательным способом. Инновации такого рода – это как раз то, что необходимо в астрономических исследованиях, и подход, который многие бывшие студенты, занимающиеся различными профессиями, применяют для решения мировых проблем ”.
