Bir araştırmacı, Cassini uzay aracı verilerini kullanarak Satürn’ün halkalarının optik derinliğini yenilikçi bir şekilde ölçerek halkaların şeffaflığı ve yapısına yeni bakış açıları kazandırdı. (Satürn’ün yörüngesindeki NASA’nın Cassini uzay aracının çizimi.) Kredi: NASA/JPL-Caltech
Lancaster Üniversitesi’nden bir doktora öğrencisi optik derinliği ölçtü SatürnGüneş ışığının ne kadarının ulaştığını temel alan yeni bir yöntem kullanılarak halkalar Cassini uzay aracı halkaların gölgesindeyken.
Optik derinlik bir nesnenin şeffaflığıyla bağlantılıdır ve ışığın soğurulmadan veya dağılmadan önce o nesnenin içinde ne kadar uzağa gidebileceğini gösterir.
Cassini Misyon ve Araştırma İşbirliği
Lancaster Üniversitesi’nin İsveç Uzay Fiziği Enstitüsü ile işbirliği içinde yürüttüğü araştırma yakın zamanda yayınlandı. Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.
NASA-ESA Cassini uzay aracı 1997’de fırlatıldı ve 2004’te Satürn’e ulaştı; gezegen ve uyduları hakkında bugüne kadarki en kapsamlı araştırmayı gerçekleştirdi. Görev, Cassini’nin gezegen ve halkaları arasında 22 kez dalış yaptıktan sonra Satürn atmosferine dalmasıyla 2017 yılında sona erdi.
George Xystouris tarafından NASA Eyes kullanılarak oluşturulan, Satürn’ün halka sistemi düzleminde hareket eden Cassini uzay aracının videosu. Kredi bilgileri: NASA/JPL
Metodoloji ve Bulgular
Lancaster Üniversitesi doktora öğrencisi George Xystouris, Dr. Chris Arridge’in gözetiminde, soğuğu ölçen bir alet olan Cassini’deki Langmuir Sondası’ndan gelen tarihi verileri analiz etti. plazmayani Satürn’ün manyetosferindeki düşük enerjili iyonlar ve elektronlar.
Çalışmaları için uzay aracının güneş tutulmalarına odaklandılar: Cassini’nin Satürn’ün gölgesinde veya ana halkalarda olduğu dönemler. Her tutulma sırasında Langmuir Sondası verilerde çarpıcı değişiklikler kaydetti.
George şunları söyledi: “Prob metalik olduğundan, güneş ışığı aldığında, güneş ışığı proba elektronları serbest bırakmaya yetecek kadar enerji verebilir. Bu fotoelektrik etkidir ve açığa çıkan elektronlara ‘fotoelektronlar’ adı verilir. Ancak Satürn çevresindeki soğuk plazmadaki elektronlarla aynı özelliklere sahip olduklarından ve ikisini ayırmanın kolay bir yolu olmadığından sorun yaratabilirler.”
“Veri varyasyonlarına odaklanarak bunların her bir halkanın ne kadar güneş ışığının geçmesine izin verdiğiyle bağlantılı olduğunu fark ettik. Sonunda, Langmuir Probu’nun yapıldığı malzemenin özelliklerini ve Güneş’in Satürn’ün yakınında ne kadar parlak olduğunu kullanarak, her bir halka için fotoelektron sayısındaki değişimi hesaplamayı ve Satürn’ün halkalarının optik derinliğini hesaplamayı başardık.
“Bu yeni ve heyecan verici bir sonuçtu! Langmuir Probu’nun benzersiz bir kullanımı olan, gezegensel bir özelliği ölçmek için esas olarak plazma ölçümleri için kullanılan bir cihaz kullandık ve sonuçlarımız, halkaların şeffaflığını ölçmek için yüksek çözünürlüklü görüntüleyiciler kullanan çalışmalarla uyumluydu.”
Satürn’ün Halkalarının Gelecekteki Görünürlüğü
Gezegenden 140.000 km’ye (90.000 mil) kadar uzanan, ancak maksimum kalınlığı yalnızca 1 km (0,6 mil) olan ana halkalar, 2025 yılına kadar Dünya’dan kaybolacak. O yıl halkalar eğilecek. Dünya’nın tam kenarında, onları görmeyi neredeyse imkansız hale getiriyor. Satürn’ün 29 yıllık yörüngesinin bir sonraki aşamasında Dünya’ya doğru eğilecekler ve 2032’ye kadar daha görünür ve parlak olmaya devam edecekler.
Kraliyet Astronomi Topluluğu Başkanı Profesör Mike Edmunds şunları ekledi: “Bir lisansüstü öğrencisinin uzay sondası enstrümantasyonunu alışılmadık ve yaratıcı bir şekilde kullanmaya dahil olduğunu görmek her zaman güzeldir. Bu tür bir yenilik tam da astronomi araştırmalarında ihtiyaç duyulan şeydir ve çeşitli kariyerlerde bulunan birçok eski öğrencinin dünyanın sorunlarının çözümüne yardımcı olmak için başvurduğu bir yaklaşımdır.”
Referans: Georgios Xystouris, Christopher S Arridge, Michiko M Morooka ve Jan-Erik Wahlund tarafından yazılan “Cassini Langmuir Probu kullanılarak Satürn’ün ana halkalarının optik derinliğinin tahmin edilmesi”, 18 Eylül 2023, Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stad2793