junio 15, 2021

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Oscilaciones misteriosas en los anillos de Saturno revelan pistas sobre el interior ‘difuso’

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¿Qué hay en el gigante gaseoso?

Mas tarde. Es extremadamente difícil examinar el interior de Júpiter y Saturno. Pero el vasto, fascinante y único sistema de anillos de Saturno demuestra ser una excelente herramienta para encontrar densidades en las profundidades de las capas de nubes gruesas, hasta el núcleo.

Este núcleo, según un nuevo análisis del “bamboleo” en el núcleo interno de Saturno, probablemente no sea una esfera densa de níquel-hierro. Como se cree actualmentePero es una región “nebulosa”, principalmente hidrógeno y helio, con una mezcla gradual de elementos pesados, que se extiende hasta el 60 por ciento del radio del planeta y contiene alrededor de 17 masas terrestres de hielo y rocas.

Existente, Se publicó en el servidor de preimpresión arXiv. Y esperando Revisión por pares, es parecido a Descubrimientos recientes sobre el interior de Júpiter Según los datos de Juno, podría cambiar nuestras suposiciones sobre la estructura temprana y la historia de formación de Saturno.

¿Cómo aprendemos esto de los anillos de Saturno? Todo esto tiene que ver con la forma en que el retumbante vientre de Saturno afecta el campo gravitacional externo del planeta.

Las ondas y las oscilaciones sonoras dentro de los cuerpos cósmicos son una gran herramienta para examinar su estructura interna. Estamos haciendo esto aquí en la Tierra, ya que los terremotos envían ondas similares a través del planeta; La forma en que estas ondas rebotan allí puede revelar diferentes densidades, lo que nos permite identificar estructuras que nunca podemos esperar ver. En el Sol y otras estrellas, las ondas sonoras internas aparecen como fluctuaciones en el brillo.

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Saturno no es un lugar para sismómetros, ni está sujeto a fluctuaciones en el brillo, sin embargo Muchos años atrásLos científicos han notado patrones distintos en el anillo C de Saturno, su anillo principal más profundo.

Llegaron a la conclusión de que era poco probable que resultara de las lunas de Saturno, porque estos patrones se encuentran en los anillos exteriores. En cambio, parecen ser generados por vibraciones profundas en el interior del planeta, que afectan el campo gravitacional.

Bandera de KronozUn gráfico de 2015 que muestra cómo las oscilaciones internas deberían afectar los anillos de Saturno. (Matthew Heidman / Universidad de Idaho)

Así surgió el campo de la ciencia Chronos: el estudio del interior de Saturno mediante el análisis de estas ondas en el anillo C.

Ahora, los astrofísicos Christopher Mankowitz y Jim Fuller del Instituto de Tecnología de California han realizado un nuevo análisis de una onda de anillo C interno previamente característica, cuya frecuencia era mucho más baja de lo que cabría esperar del modelo interno de Saturno. Descubrieron que este patrón de frecuencia impone una nueva restricción drástica a la configuración interna de Saturno.

“Nuestros modelos imponen restricciones estrictas sobre la masa y el tamaño del núcleo del elemento pesado en Saturno, aunque la naturaleza más liviana de este núcleo requiere una descripción más precisa que en los modelos tradicionales en capas”. Escribieron en su papel.

Basándose en estas limitaciones, concluyeron que la masa del núcleo es aproximadamente 55 veces la masa de la Tierra y contiene 17 masas terrestres de roca y hielo. Y el resto será principalmente hidrógeno y helio. Todo se dispersa y se mezcla gradualmente, más que estratificado con precisión, con una concentración más intensa de elementos pesados ​​en el centro.

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Esto plantea un desafío a los modelos de formación planetaria. Se cree que los planetas se forman a partir de un modelo de guijarros de abajo hacia arriba, en el que pequeños trozos de roca se unen electrostáticamente hasta que la “semilla” de los planetas se vuelve lo suficientemente grande como para atraer más y más material por gravedad, y finalmente se forma un planeta.

Para los gigantes gaseosos, como Júpiter y Saturno, se pensaba que los materiales más pesados ​​se hundían hacia el centro, formando un núcleo sólido y permitiendo que el gas menos denso se elevara a las regiones exteriores.

Los modelos modernos ofrecen más Distribución progresiva de materiales; O es posible que Carga aleatoria Conduce a una distribución más gradual.

Sin embargo, el modelado de las vías de modulación de un núcleo es ambiguo. Resultó desafianteY es posible que se necesite un juego científico más complejo para comprender completamente cómo funciona esto.

Esto podría ser poner el carro justo antes del caballo. El nuevo estudio se basa en una sola onda de anillo C. Más cronosología puede ayudar a validar el misterioso corazón de Saturno.

La búsqueda está disponible en arXiv.

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