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>Comme je l'ai écrit récemment, Saturne est un endroit étrange. C'est énorme mais la moins dense de toutes les planètes. Il a une flotte de lunes allant du tout simplement étrange au vraiment bizarre. Et, bien sûr, il a cet énorme système d'anneaux.
Étant donné que Saturne est visible à l'œil nu, facilement observable même avec un petit télescope, et étudiée par des centaines d'astronomes depuis des siècles, y compris avec des engins spatiaux qui ont disparu là, on pourrait penser que nous aurions maintenant une assez bonne idée de toutes ses bases. Sa masse, sa taille, etc.
les médias de bon sens de la cinquième vague
Pour la plupart, nous le faisons. Mais, embarrassant, une propriété a été extrêmement difficile à trouver : Son taux de rotation .
En termes simples : combien de temps dure une journée sur Saturne ?
Cours accéléré d'astronomie : Saturne
Pour quelque chose comme la Terre, ce n'est pas trop difficile à faire. Notre planète a une surface solide, vous pouvez donc simplement vous tenir à un endroit et voir combien de temps, par exemple, il faut à une étoile pour tourner une fois dans le ciel (vous pouvez utiliser le Soleil, mais L'orbite de la Terre complique les choses là-bas ).
Saturne, cependant, présente un problème : il n'y a pas de surface. Il a une atmosphère de milliers de kilomètres d'épaisseur, et nous ne voyons que le sommet des nuages. Ceux-ci peuvent avoir des caractéristiques comme des tempêtes ou des taches, mais ceux-ci ne sont pas exactement ancrés à quelque chose de solide. Ils se déplacent par rapport à l'atmosphère, ce qui les rend impossibles à utiliser pour voir combien de temps il faut à Saturne pour tourner.
Une autre façon consiste à utiliser le champ magnétique d'une planète, généré au plus profond de la planète. Les lignes de champ magnétique agissent un peu comme un filet, balayant les particules dans l'espace pendant que la planète tourne. Cela génère des ondes radio, qui peuvent être détectées par les engins spatiaux. Si le champ magnétique est incliné par rapport à l'axe de rotation de la planète, alors vous obtenez une impulsion sur ces ondes radio, et la période des impulsions représente alors le temps qu'il faut à la planète pour tourner. Cela a été fait pour les quatre planètes géantes extérieures.
Mais Saturne jette là aussi un singe dans la clé : son champ magnétique n'est incliné que de 0,01° par rapport à son axe de rotation ! C'est une très petite quantité, donc les impulsions sont difficiles à mesurer. Cela a été fait deux fois, une fois avec le vaisseau spatial Voyager dans les années 1970, et de nouveau avec Cassini plus récemment. Mais les chiffres qu'ils ont obtenus étaient différents de 6 minutes ! C'est beaucoup quand la journée sur Saturne dure un peu plus de 10 heures.
Cependant, les astronomes utilisant les données de Cassini ont trouvé un moyen intelligent de déterminer le jour de Saturne. Ils ont regardé les bagues .
S A T U R N. Crédit : NASA / JPL-Caltech / SSI / Ian Regan
Bien, en quelque sorte . L'idée ici est que Saturne n'est pas juste une goutte de gaz qui tourne. Il a des couches et des mouvements internes. Les couches profondes se déplacent de haut en bas, ou du nord au sud, de manière périodique. Ce faisant, ils modifient très subtilement le champ de gravité de Saturne, le faisant également changer périodiquement.
Normalement, cela serait impossible à détecter… sauf que Saturne a ces magnifiques anneaux, constitués de milliards de minuscules morceaux de glace d'eau gelée. Proche de Saturne, dans son bague C , ces particules glacées orbitent juste à la bonne vitesse pour être affectées par les oscillations au plus profond de Saturne (nous appelons cette correspondance une résonance). Cela donne aux particules un peu d'énergie supplémentaire, comme un coup de pied dans les jambes lorsque vous êtes sur une balançoire. L'effet de ceci est que les particules sortent de leur orbite habituelle les unes après les autres, créant un motif d'onde en spirale dans les anneaux. De cette façon, les particules annulaires agissent comme des sismomètres sensibles, mesurant les changements à l'intérieur de la planète ci-dessous !
Des vagues comme celles-ci ont été observées, généralement créées par résonance avec les lunes. Mais il y en a eu quelques-uns vus par Cassini dans l'anneau C qui ne correspondaient à aucune lune… mais ils faire avec les oscillations prédites à l'intérieur de Saturne. En utilisant des modèles de Saturne combinés à ces observations, les scientifiques ont pu obtenir une mesure assez précise de la rotation de Saturne .
Ils ont découvert que Saturne tourne une fois toutes les 10 heures, 33 minutes et 38 secondes (±1m52s/1m19s) — plusieurs minutes plus rapide que les mesures de Voyager et celles de Cassini basées sur le champ magnétique de Saturne. On ne sait pas pourquoi.
Cassini a pris cette photo de Saturne (à droite), de l'anneau C (gris foncé) et de l'anneau B plus brillant à une distance de 627 000 kilomètres le 4 septembre 2005. Crédit : NASA/JPL/Institut des sciences spatiales
Pourtant, cette mesure représente le mouvement global de la rotation de Saturne, le temps qu'il faut à la majeure partie de la planète pour tourner une fois, quelque chose qui n'était pas connu auparavant avec une telle précision. Ce nombre peut maintenant être utilisé dans d'autres équations pour modéliser l'intérieur de la planète géante, en affinant d'autres détails avec une meilleure confiance.
Je n'ai aucun scrupule à montrer mon émerveillement dans ce travail ! Ceux-ci sont très effets subtils causés par très mouvements compliqués de gaz à l'intérieur de Saturne où nous ne pouvons pas les voir directement, mais peuvent être modélisés avec très mathématiques complexes. C'est des trucs de très haut niveau.
Et les scientifiques n'ont pas encore fini ! Je noterai que le titre de l'article est la sismologie de l'anneau de Cassini en tant que sonde de l'intérieur de Saturne. I. Rotation rigide. Ils ont fait quelques hypothèses simplificatrices dans leur travail, principalement que Saturne tourne comme un seul corps rigide. Ce n'est pas le cas en réalité, et les futurs articles de cette équipe incluront la nature plus complexe de la façon dont Saturne tourne, avec différentes couches se déplaçant à des vitesses différentes. Cela pourrait très bien se concentrer encore mieux sur la rotation de la planète.
C'est quelque chose que je ne m'attendrais pas à ce que Cassini nous aide à comprendre non seulement les détails de Saturne, ses lunes et ses anneaux, mais aussi certaines de ses propriétés les plus fondamentales.
C'est incroyable, la profondeur et l'étendue des informations que Cassini nous a renvoyées sur Terre. Mieux encore, les gens intelligents peuvent également utiliser ces informations, en apprenant beaucoup sur cette plus belle planète du système solaire. Y compris, à la fin de la journée, quand exactement est la fin de la journée.
