anneaux de Saturne Et ce n’est pas seulement un joli ornement – les scientifiques peuvent utiliser cette fonctionnalité pour comprendre ce qui se passe au plus profond de la planète.
En utilisant des anneaux aussi célèbres comme sismographe, les scientifiques ont étudié les processus à l’intérieur de la planète et ont décidé que son noyau devait être « mystérieux ». Au lieu d’une boule solide comme la Terre, le noyau Saturne Il semble consister en une « soupe » de roches, de glace et de fluides minéraux qui traînent et affectent la gravité de la planète.
La nouvelle étude a utilisé des données de la NASA Mission Cassini, qui a orbité Saturne et ses lunes pendant 13 ans entre 2004 et 2017. En 2013, les données de la mission ont révélé pour la première fois que l’anneau le plus interne de Saturne, l’anneau D, ondule et tourbillonne d’une manière qui ne peut pas être entièrement expliquée par les effets gravitationnels des lunes de la planète. La nouvelle étude a examiné ces mouvements dans les anneaux de Saturne plus en détail pour mieux comprendre les processus qui s’y déroulent.
La recherche est décrite dans papier Lundi a été publié dans la revue Nature.
« Nous avons utilisé les anneaux de Saturne comme un sismographe géant pour mesurer les oscillations à l’intérieur de la planète », a déclaré Jim Fuller, professeur adjoint d’astrophysique théorique à Caltech et l’un des auteurs du document de recherche. déclaration. « C’est la première fois que nous avons pu étudier sismiquement la structure d’une planète géante gazeuse, et les résultats sont très surprenants. »
Non seulement le noyau de la planète semble être de la boue, mais il semble également s’étendre sur 60% du diamètre de la planète, ce qui le rend beaucoup plus grand que prévu.
L’analyse a montré que le noyau de Saturne pourrait être environ 55 fois la masse de la planète entière un terrain. L’étude indique que 17 masses terrestres de la masse totale du noyau sont constituées de glace et de roche, et le reste est constitué d’hydrogène et d’hélium liquide.
L’auteur principal de l’étude, Christopher Mankovitch, associé de recherche postdoctoral en sciences planétaires travaillant dans le groupe Fuller, a expliqué que les mouvements dans le noyau provoquent une ondulation constante de la surface de Saturne. Ces ondes de surface créent des changements subtils dans la gravité de la planète qui affectent ensuite les anneaux.
« Saturne vibre toujours, mais c’est subtil », a déclaré Mankovic dans le communiqué. La surface de la planète se déplace d’environ un mètre [3 feet] Toutes les 1-2 heures comme un lac qui ondule lentement. Comme un sismographe, les anneaux captent les perturbations gravitationnelles et les particules de l’anneau commencent à vibrer. «
Selon les scientifiques, la nature de ces ondulations annulaires indique que le noyau, malgré sa dissolution, est constitué de couches stables de densités différentes. Les matériaux plus lourds sont situés autour du centre de la planète et ne se mélangent pas avec des matériaux plus légers plus près de la surface.
« Pour que le champ gravitationnel d’une planète oscille avec ces fréquences particulières, l’intérieur doit être stable, et cela n’est possible que si la fraction de glace et de roche augmente progressivement à mesure que vous avancez vers le centre de la planète », a déclaré Fuller.
Mankovitch a comparé le matériau du noyau à de la boue, ajoutant que la nature stratifiée mais liquide du noyau est similaire à la salinité des océans de la Terre, qui augmente avec la profondeur.
« L’hydrogène et l’hélium gazeux de la planète se mélangent progressivement avec de plus en plus de glace et de roche à mesure que vous vous déplacez vers le centre de la planète », a déclaré Mankovitch.
Les résultats peuvent remettre en question certains modèles établis pour former géantes gazeusesL’étude indique que les planètes qui n’ont pas de surface solide sont principalement composées d’hydrogène et d’hélium. Ces modèles supposent que les noyaux rocheux de ces planètes se sont d’abord formés puis ont attiré de grandes enveloppes de gaz. Cependant, si les noyaux des planètes ne sont pas aussi clairs que l’étude le suggère, les planètes peuvent incorporer des gaz au début du processus.
En fait, les récentes découvertes de la NASA Junon La mission indique que l’une des autres géantes gazeuses du système solaire, Jupiter, peut également avoir un noyau tout aussi confus.
« Christophe [Mankovich] et Jim [Fuller] Matt Hedman, un scientifique planétaire à l’Université de l’Idaho, qui faisait partie de l’équipe qui a découvert pour la première fois que les mouvements dans les anneaux de Saturne pouvaient être « entièrement expliqués par l’attraction gravitationnelle de ses lunes ».
« Je suis ravi de penser à ce que toutes les autres caractéristiques de l’anneau créé par Saturne pourraient nous dire sur cette planète », a ajouté Hedman, qui n’a pas collaboré à la nouvelle recherche.