• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Vad hoppades man lära sig av de magnetiska avläsningarna av Cassinis sista banor

    Missionskontrollen tappar signal från Cassini. Upphovsman:NASA/Joel Kowsky, CC BY-SA

    Det var ett stolt men sorgligt ögonblick när NASA meddelade att uppdragskontrollen hade tappat signalen från Cassini -rymdfarkosten den 15 september. Eftersom det tar signalen över en timme att resa från Saturnus till jorden, detta innebar att rymdfarkosten redan hade förstörts i Saturns atmosfär.

    Jag var på Caltech i USA, titta på de sista stunderna på action på stora skärmar tillsammans med de flesta andra forskare, ingenjörer och projektledare som har arbetat mycket hårt för att göra Cassini till en framgång. Rymdfarkosten, nu ett minne, lämnar oss ett enormt arv - en datauppsättning som det kommer att ta årtionden att utnyttja fullt ut. Faktiskt, Jag är säker på att det kommer att starta många fler vetenskapliga karriärer i processen.

    Jag är medforskare på Cassinis magnetometerinstrument. Med hjälp av mätningar av magnetfält runt Saturnus, vi har undersökt planetens inre såväl som miljöerna för dess månar Titan och Enceladus.

    Magnetometern är ett instrument med sensorer uppe på en 11-meters bom, som sträcker sig ut från rymdfarkostens sida. Detta arrangemang är nödvändigt för att minimera störningen av magnetfält som orsakas av rymdfarkostens elektronik.

    Forskare i vårt team har kartlagt magnetfältet som genereras inuti Saturnus sedan 2004. Vi har också kartlagt planetens "magnetosfär" - en enorm region eller "bubbla" av rymden runt planeten som påverkas av dess magnetfält. Regionen, fylld med laddade partiklar som kallas plasma, producerar en hålighet i flödet av partiklar från solen (solvinden).

    Dynamisk atmosfär på Saturns iskalla måne Enceladus. Upphovsman:NASA

    Vårt instrument var det första som rapporterade något ovanligt vid Enceladus första flybys. Fältmätningarna indikerade att Enceladus verkade ha något som en mycket utökad "atmosfär" av något slag. Dessa data var tillräckliga för att övertyga uppdragskontrollen att flyga ännu närmare Enceladus på nästa flybys - vilket gjorde att rymdfarkosten kunde få bilder av otroliga vattenplommon, eller gejsrar, från sprickor i månens isiga yta. Vi vet nu att denna vattenkälla också är den huvudsakliga källan till plasma i planetens magnetosfär - vilket gör den lilla månen till en liten men kraftfull motor som driver den mycket mer enorma magnetosfären på sin moderplanet.

    Djupa mysterier

    Saturns inre fält är nästan perfekt symmetriskt kring planetens rotationsaxel - vilket gör det nästan unikt bland planeterna som har magnetfält, som jorden. Magnetfält produceras av elektriska strömmar. På jorden, magnetfältet produceras av en flytande rörelse av smält järn runt planetens kärna. Det är oklart exakt hur Saturns magnetfält produceras. Vi tror att dess inre innehåller ett lager av väte som har krossats till en metallvätska. Strömmar i denna vätska är förmodligen orsaken till det starka magnetfältet.

    Cassinis sista banor, som förde den närmare planeten än den någonsin har varit, kommer att vara avgörande för att lösa detta och andra frågor. Uppgifterna kan hjälpa oss att bekräfta om det finns andra funktioner i dess inre som kan generera dess magnetfält.

    Falsk färgbild som visar norrsken på sydpolen. Upphovsman:NASA/JPL/University of Arizona/University of Leicester

    Vi hoppas också kunna mäta en liten del av fältet som vi vet inte är symmetrisk. Detta kan hjälpa oss att entydigt fastställa rotationsperioden för själva Saturnus - det vill säga den exakta längden på en dag (vi tror för närvarande att det är cirka 10 timmar och 47 minuter). Det beror på att gasjättar inte har en fast yta att spåra, vilket kan göra det svårt att mäta deras exakta rotationsperioder. Forskare har tidigare mätt upprepningen av radiosignaler som en proxy, men värden baserade på sådana mätningar varierar. Mätningar av förändringar i magnetfältet när planeten roterar, dock, kan vara mer pålitlig.

    Cassini bekräftade den tidigare upptäckten av rymdfarkosten Voyager att det finns en periodisk "signal" i magnetfältet i hela planetens magnetosfär. Vi har god anledning att tro att denna signal är en indikation på att energi överförs från flöden i planetens atmosfär ut till dess magnetosfär. Denna energi transporteras över avstånd på miljoner kilometer, och magnetfältet fungerar som "tråden" längs vilken denna energi transporteras. Att förstå processen är viktigt - vi vet att denna "koppling" mellan planetens atmosfär och magnetosfären också spelar en central roll i fysiken för auroror (norrsken) och plasma vid Saturnus och andra magnetiserade planeter.

    Vårt team är bara en av många som arbetar med data som samlats in av Cassini, vilket betyder att det är troligt att vi kommer att lära oss mycket mer om planeten när vi går framåt. Tills vidare, uppdragets slut bör ses som ett minne av en enormt framgångsrik internationell, vetenskapligt projekt - och en påminnelse om vad människor kan uppnå när vi respekterar varandras förmågor och olikheter, så att vi kan arbeta tillsammans mot ett gemensamt mål. Så, hejdå Cassini, du kommer att bli saknad men aldrig glömd.

    Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com