Snježni topovi prskaju Saturnov mjesec Enceladus

Kako se gejzeri za led hrane E-prstenom i osiguravaju lagane snježne padavine

Tanke trake svijetle, ledene građe protežu se tisućama kilometara od ledenih gejzira na južnom polu Enceladusa do E prstena Saturna. Ovo pozadinsko osvjetljenje u vidljivoj svjetlosti dobiveno je širokokutnom kamerom svemirske letjelice Cassini s udaljenosti od 2, 1 milijuna kilometara. © NASA / JPL / Svemirski institut
čitati naglas

Na Saturnovom mjesecu Enceladusu ledeni gejziri u regiji Južnog pola bacaju čestice u svemir. U tom procesu, brze čestice izbjegavaju privlačnost magneta, slijeću se u Saturnov E-prsten i u velikoj mjeri ih skuplja Enceladus. Sporije čestice leda s druge strane osiguravaju male snježne padavine u području gejzira. Sada su to otkrili istraživači pomoću detektora prašine na svemirskom brodu Cassini. U svojoj novoj studiji o kojoj izvještavaju u časopisu Icarus usporedili su izračune modela s mjerenjima svemirskog broda.

Enceladus izbacuje fontane mikroskopskih čestica leda i vodene pare koje hrane difuzni vanjski e-prsten oko Saturna. Prelazi odozgo prema dolje kroz ovaj prsten omogućili su mjerenja njegove debljine i strukture. Najvažniji instrument bio je detektor prašine CDA Instituta za nuklearnu fiziku Heidelberg Max Planck.

"Podaci su pružili neočekivane detalje o tome kako se prsten opskrbljuje materijalom", objašnjava Sascha Kempf. "Pomoću naših modela i simulacija uspjeli smo izvući emisiju čestica pojedinih gejzera za led."

Enceladus skuplja čestice leda

I istraživačke stope ledenih gejzira i dinamička svojstva čestica leda znatno se razlikuju. Većinu izbačenih čestica Enceladus sakuplja tijekom sljedeće dvije orbite oko Saturna, dok preostale čestice vjerojatno ostaju u prstenu 50 do 400 godina.

Približno vertikalni prolazi kroz E-prsten, znanstvenici su na prvi pogled otkrili očekivanu glatku krivulju zvona za raspodjelu čestica s maksimumom u sredini i stanjivanje gore i dolje. Neočekivani skokovi u distribuciji, posebno u blizini Enceladusa, otkriveni su pri pomnijoj provjeri ne kao statistička fluktuacija već kao istinski: oni odražavaju emisije čestica pojedinih gejzera za led. Aktivnost svakog pojedinog gejzira prikazana je u vertikalnoj strukturi prstena. Snaga savjeta pokazuje da neki gejziri ispuštaju više nego drugi; Kao rezultat toga, njihova su se odbijanja izdala čak i na velikoj udaljenosti. prikaz

"Snježne padavine" na površini Enceladusa

Znanstvenici su izračunali putanje čestica koje pokazuju da veće čestice promjera veće od 0, 7 mikrona - jedna tisućina milimetra - mogu trajno pobjeći iz Enceladusa u E-prsten ako su znatno brže više od 207 metara u sekundi - brzina bijega Enceladusoberfl .che. S druge strane, manje čestice nose se elektromagnetskim silama u rotirajućem magnetskom polju Saturna, što olakšava bijeg iz Enceladusa. Tamo postojeći ioni pune početno neutralne čestice.

Dok znanstvenici i dalje izvještavaju, model također pruža informacije o tome gdje i koliko materijala izbačenog gejzira pada kao "snježne padavine" na površini Enceladusa, bez obzira na njegovu veličinu Većina ledenih čestica sleti u neposrednu blizinu dimnjaka u takozvanoj regiji tigrastog pruga na području S dpolara. Tu, međutim, snježni pahuljica godišnje naraste samo za pola milimetra.

U potrazi za varijacijama u aktivnosti gejzira leda

Ranija optička mjerenja svemirske letjelice Cassini otkrila su da su ledena zrnca na površini enceladua na južnom polu znatno veća od čestica koje su izbacili gejziri. Osim toga, njihova se veličina smanjuje s povećanjem udaljenosti od pruga tigra. To se može objasniti fizičkim pojavama na površini, kažu istraživači: sitna zrna rastu rekristalizacijom ili kolanjem pod utjecajem lokalne topline; S druge strane, mikrometeoriti udaraju zrna s ledene površine.

Očekuje se da će daljnja mjerenja putanja e-prstena i bliskog izlijevanja do Enceladusa tijekom proširene Cassinijeve misije pomoći istraživačima da utvrde moguće varijacije u aktivnosti gejzira leda otkriti. Predlažu korištenje kamera i spektrometra za analizu boja pojedinih fontana kako bi se utvrdila raspodjela veličine čestica leda u njima.

(idw - Društvo Max Planck, 24.03.2010. - DLO)