Планетологи смогли дать более точные оценки размера и массы ядра Сатурна, проанализировав колебания в его кольцах, вызываемые колебаниями гравитационного поля планеты. Оказалось, что радиус ядра может составлять почти 60 процентов от радиуса газового гиганта, при этом треть его массы составляют горные породы и лед. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
Наиболее точные ограничения на модели внутренней структуры планет-гигантов ученые получают в ходе исследований их гравитационных полей (подробнее об этом мы рассказывали на примере Юпитера в материале «Под кожей Юпитера»). Однако на результаты подобных исследований сильно влияют процессы в атмосферах планет, из-за чего становится трудно с высокой точностью измерить массу и размеры ядер Юпитера и Сатурна.
Теория о том, что колебания гравитационного поля Сатурна могут создавать колебания в его кольцах, что делает их своеобразным сейсмографом для изучения строения газового гиганта, впервые появилась в начале 1990-х годов, а в 2013 году была подтверждена данными межпланетной станции «Кассини», которая в ходе наблюдений за кольцом С выявила в нем волны плотности, которые отличались от других волн в кольцах, вызванных гравитационными взаимодействиями со спутниками Сатурна. В основном регистрировались колебания типа f-мод, однако были зафиксированы и внутренние гравитационные волны (g-моды), которые несут информацию о внутреннем строении планеты.
Кристофер Манькович (Christopher R. Mankovich ) и Джим Фуллер (Jim Fuller) из Калифорнийского технологического института использовали архивные данные наблюдений «Кассини» за кольцами газового гиганта, чтобы построить новую модель внутренней структуры Сатурна.
Ученые пришли к нескольким выводам. Если ядро рассматривается как область, содержащая половину тяжелых элементов планеты, то его эффективный радиус составляет 0,32 радиуса Сатурна, если же есть стабильная граница ядра и оболочки Сатурна, в которой преобладает водород, то радиус ядра составляет 0,59 радиуса Сатурна. При этом масса ядра была оценена в 55,1 массы Земли, из которых 17,4 массы Земли приходятся на горные породы и лед.
Исследователи отмечают, что эти оценки массы и радиусы ядра существенно больше, чем предыдущие. При этом граница между ядром и оболочкой Сатурна представляется как диффузная, разделенная на слои область, которая задерживает темпы охлаждения планеты, помогая объяснить удивительно высокую светимость Сатурна.
Ранее мы рассказывали о том, как «Хаббл» увидел три года «жизни» атмосферы Сатурна и как астрономы обнаружили слои дымки над шестиугольным вихрем планеты.
Александр Войтюк
Это первые подобные наблюдения
Наземный телескоп DKIST получил рекордно четкие изображения фотосферы Солнца, на которых впервые стали заметны неустойчивости Кельвина — Гельмгольца в этом слое звезды. Они проявляются как очень динамичные мелкие вихреобразные структуры и полосы, расположенные вблизи границ темных пор и светлых конвективных ячеек. Статья опубликована в журнале Nature.