Вечная молодость Сатурна? Открытие энергетического дисбаланса ставит под сомнение теории старения планет

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Наука и космос

Сатурн, окутанный своими знаменитыми кольцами, всегда был объектом восхищения и научного интереса. Миссия Cassini, ставшая настоящим триумфом космической инженерии, позволила заглянуть за завесу тайны газового гиганта и получить беспрецедентный объем данных о его атмосфере, магнитном поле и взаимодействии с кольцами. Анализ многолетних наблюдений Cassini привел к неожиданному открытию, которое ставит под сомнение устоявшиеся представления о процессах старения газовых гигантов и заставляет пересмотреть модели их эволюции.

Энергетический дисбаланс: молодость по-сатурниански?

Долгое время считалось, что планеты, подобно остывающим углям, постепенно теряют энергию, накопленную в процессе формирования. Эта энергия, известная как внутреннее тепло, является важным фактором, определяющим эволюцию планеты. Ученые предполагали, что Сатурн, как и другие газовые гиганты, находится в состоянии энергетического баланса, то есть излучает в космос ровно столько энергии, сколько получает от Солнца и вырабатывает в своих недрах.

Однако данные Cassini показали совсем другую картину. Оказалось, что Сатурн излучает значительно больше энергии, чем предполагалось ранее. Этот энергетический дисбаланс, по мнению ученых, свидетельствует о том, что внутреннее тепло Сатурна значительно выше, чем считалось до сих пор.

Энергетический дисбаланс Сатурна, абстрактная иллюстрация
Автор: Designer
Кольца: не просто украшение, но и энергетический щит

Ученые выяснили, что на энергетический баланс Сатурна оказывают существенное влияние его кольца. Сложная система колец, состоящая из бесчисленных ледяных частиц, действует как гигантский экран, перераспределяя солнечный свет и влияя на тепловой режим планеты.

Анализ данных Cassini показал, что кольца Сатурна блокируют часть солнечного излучения, защищая планету от перегрева. С другой стороны, кольца также отражают часть солнечного света обратно в атмосферу, создавая эффект дополнительного нагрева.

Профиль под названием «1980-81» (т.е. пунктирная линия) получен из предыдущих исследований39,40,41 на основе наблюдений, записанных Вояджером 1 и 2 в 1980-81 годах. Наблюдения Cassini/CIRS в 2004 и 2005 годах относительно скудны, поэтому мы объединили их с наблюдениями в 2006 году. Толстые линии — профили излучаемой мощности в разные годы. Горизонтальные полосы ошибок представляют собой неопределенности измерений, которые в основном обусловлены источниками неопределенности, связанными с калибровкой данных CIRS и заполнением пробелов в наблюдениях.
Автор: Wang, X., Li, L., Jiang, X. et al. Cassini spacecraft reveals global energy imbalance of saturn. Nat Commun 15, 5045 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-48969-9 CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com
Сезонные качели: когда Сатурн «молодеет»

Удивительно, но энергетический дисбаланс Сатурна не является постоянной величиной. Наблюдения Cassini показали, что он подвержен сезонным колебаниям. Наибольший избыток излучаемой энергии наблюдается в период сатурнианской весны и лета, когда планета получает больше солнечного тепла.

A Наблюдаемая излучаемая мощность подогнана по синусоидальной функции с фиксированным периодом в один сатурнианский год (29,4 года). B Подгонка на панели A используется для экстраполяции излученной мощности с эпохи Кассини (2004-2017) на полный орбитальный период (1995-2025), включая эпоху Кассини. Вертикальные линии на панели B представляют собой неопределенности.
Автор: Wang, X., Li, L., Jiang, X. et al. Cassini spacecraft reveals global energy imbalance of saturn. Nat Commun 15, 5045 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-48969-9 CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com

Эти сезонные «качели» энергетического баланса, по мнению ученых, могут играть важную роль в формировании климата Сатурна. Избыточная энергия, накапливаемая в атмосфере планеты, может служить своеобразным топливом для мощных атмосферных вихрей и бурь, которыми так славится газовый гигант.

Переосмысление эволюции: Сатурн — не исключение?

Открытие энергетического дисбаланса Сатурна ставит под сомнение устоявшиеся представления о процессах старения газовых гигантов и заставляет искать новые объяснения. Возможно, мы имеем дело с неизвестными нам механизмами генерации тепла в недрах планеты. Не исключено, что данное явление характерно не только для Сатурна, но и для других газовых гигантов, в том числе и за пределами Солнечной системы.

Фазовый угол определяется как угол между линией от Солнца к Сатурну и линией от Сатурна к Кассини. Он изменяется в полном диапазоне 0-180°. Длина волны изменяется от 120 нм до 5131 нм, где имеются данные. Солнечное спектральное излучение на длинах волн от 120 нм до 5131 нм занимает примерно 99,5 % от общего солнечного потока. Результаты в основном основаны на наблюдениях, зарегистрированных космическими аппаратами Cassini (ISS и VIMS) и ESO.
Автор: Wang, X., Li, L., Jiang, X. et al. Cassini spacecraft reveals global energy imbalance of saturn. Nat Commun 15, 5045 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-48969-9 CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com

Анализ данных Cassini — это лишь первый шаг на пути к пониманию сложных процессов, определяющих жизнь газовых гигантов. Дальнейшие исследования, в том числе и планируемые миссии к Урану и Нептуну, помогут пролить свет на загадку энергетического дисбаланса и перевернуть наши представления о формировании и эволюции планет-гигантов.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор веб-камеры Ugreen 2К: автофокус, два микрофона, удобное крепление

Веб-камера Ugreen представляет собой качественное устройство для видеосвязи и стриминга. Она имеет компактный пластиковый корпус в сочетании серого и чёрного цветов, который обеспечивает надёжную...

Выставка Computex 2024 на Тайване, взгляд визитера. Часть 2 -Произведения искусства в виде ПК, стенды ASrock, MSI, Manli. Leadtek, Зал2, центр Тайбэя

Ежегодная выставка IT-технологий и компаний Computex 2024 на Тайване. Стенды ASRock, MSI, Manli, Leadtek, Общее по Залу 1, Зал 2 кратко, прогулка по Тайбэю: Мемориальный комплекс Чан Кай Ши,...

Почему наш спорт превратился в рекламный трэш. Мнение болельщика

Знаете, я иногда не прочь посмотреть футбол, в том числе — отечественный. Недавно включил очередной матч, и поймал себя на странной мысли: это уже не футболисты, а бегающие по огромному...

Что делать, если вам пришел штраф за чужое нарушение?

Сейчас за ситуацией на дорогах следят не дорожные инспектора. Систему автоматизировали, отдав водителей на попечительство бездушной технике. Камеры видеонаблюдения, расположенные в местах с...

Как подобрать идеальную тормозную жидкость для автомобиля

Пришло время замены тормозной жидкости в вашем автомобиле, и вот вы стоите перед полкой в автомагазине, озадаченные разнообразием канистр. Как не потеряться среди всего этого многообразия и сделать...

Куда исчезают снегири летом?

Снегирь — символ зимы, ее сказочной красоты. Вьюга метет, деревья стоят в белоснежном убранстве, а на ветке яркой рябины сидит он, красавец-снегирь, с алым грудкой и черной шапочкой. Но...