У Сатурна необычно аккуратное симметричное магнитное поле. Мы выяснили почему

У Сатурна необычно аккуратное симметричное магнитное поле. Мы выяснили почему

Сатурн действительно выделяется среди планет Солнечной системы, и не только из-за своей великолепной системы колец. Его магнитное поле тоже своеобразно; В отличие от других планет с их внеосевыми магнитными полями, магнитное поле Сатурна почти идеально симметрично относительно его оси вращения.

Новый анализ данных зонда Кассини показал, что может происходить внутри Сатурна, создавая эту странную магнитосферу.

Это, в свою очередь, может помочь нам понять, как Сатурн стал таким, какой он есть.

«Изучая, как формировался Сатурн и как он развивался с течением времени, мы можем многое узнать о формировании других планет, подобных Сатурну, в нашей собственной Солнечной системе, а также за ее пределами», — сказала физик Сабин Стэнли из Университета Джона Хопкинса.

Магнитное поле Сатурна. (Ankit Barik/Johns Hopkins University)

Планетарные магнитные поля (обычно) генерируются внутри планеты чем-то, называемым динамо-машиной — вращающейся, конвектирующей и электропроводящей жидкостью, которая преобразует кинетическую энергию в магнитную энергию, раскручивая магнитное поле в космос.

Поскольку магнитное поле Сатурна было хорошо охарактеризовано зондом Кассини, Стэнли и планетолог Чи Ян из Университета Джона Хопкинса, решили использовать его, чтобы попытаться реконструировать то, что происходит в загадочных недрах Сатурна.

Используя компьютерное моделирование, они ввели данные Кассини, чтобы попытаться воспроизвести наблюдаемое магнитное поле.

«Одна вещь, которую мы обнаружили, заключалась в том, насколько чувствительна модель к очень специфическим вещам, таким как температура», — сказал Стэнли. «А это означает, что у нас есть действительно интересное зондирование глубин Сатурна на глубину 20 000 километров. Это своего рода рентгеновское зрение».

Внутреннее строение Сатурна с нерастворимым гелием слоем. (Yi Zheng / HEMI / MICA Extreme Arts Program)

Кроме того, устойчивый к конвекции слой гелиевого дождя, простирающийся до 70 процентов радиуса планеты, благоприятен для воспроизведения наблюдений Кассини.

Это не новая концепция. При температурах и давлениях внутри Сатурна газообразные водород и гелий становятся жидкими; на более низких глубинах гелий мог отделиться, образуя устойчивый слой, который стекает внутрь к ядру планеты.

Иллюстрация строения Сатурна и Юпитера. (University of Edinburgh/NASA)

Это, согласно предыдущему исследованию, опубликованному в 2015 году, могло бы объяснить, почему внутри Сатурна жарче, чем ожидалось.

На границе слоя гелия поток тепла изменяется в зависимости от широты. Экваториальные широты намного жарче, а температуры в полярных регионах на высоких широтах намного ниже.

«Несмотря на то, что наблюдения, которые мы получаем от Сатурна, выглядят совершенно симметрично, в нашем компьютерном моделировании мы можем полностью исследовать поле», — объяснил Стэнли.

Исследование команды опубликовано в AGU Advances.

Источники: Фото: (NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

logo