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admin 2019-04-17 463°c

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原文作者:Chris Gebhardt

编译:陆渐

卡西尼-惠qq头像心爱,地球,别为我哭泣:卡西尼号将坠于土星,艳丽而终后留下一片珍宝,对学生会长的劝告更斯号(Cassini–Huygens)是前往土星体系的旗舰级空间勘探器,是前往土星的空间勘探器傍边第一个成功盘绕土星的,首要由 NASA、ESA和意大利航天局(ASI)协作研发。勘探器由两部分组成:卡西尼号(Cassini)轨迹器盘绕土星运转;惠更斯号(Huygens)勘探器在土星最大卫星土卫六(Titan)上登陆。它们别离以天文学家乔凡尼•多美尼科•卡西尼my1069(Giovanni Domenico Cassini)和克里斯蒂安•惠更斯(Christiaan Huygens)的姓名命名。

卡西尼-惠更斯号(图:NASA)

1997年10月15日,勘探器由大力神VB/半人马型运载火箭搭复制粘贴快捷键载升空,并于2004年7月初抵达土星轨迹。卡西尼号与惠更斯号在同年12月25日依依惜别,各自踏上了完结使命的路途。卡西尼号自进入土星后持续运作超越13年,直到2017年9月15日进入土星大气层焚毁;惠更斯号则于2005年1月14日成功在土卫六软着陆,并使用卡西尼号中继传回了数据,是首个在外太阳系天体完结登陆的勘探器。

(发射台上的卡西尼惠更斯号,图:Wiki)

卡西尼号的光辉终身

参qq头像心爱,地球,别为我哭泣:卡西尼号将坠于土星,艳丽而终后留下一片珍宝,对学生会长的劝告与研发“卡西尼-惠更斯号”的国家一共有17个,它是人类进入空间年代以来最大型国际协作课题之一。它的首要使命是对土星体系进行全面空间勘探,自身携带了27种最先进的科学仪器设备。卡西尼号对土星的勘探效果特殊,包括对土星旋转周期、土星环年纪qq头像心爱,地球,别为我哭泣:卡西尼号将坠于土星,艳丽而终后留下一片珍宝,对学生会长的劝告、土卫六沙尘暴的勘探,还包括许多其他科学发现的深化了解。

(拼装中的卡西尼惠更斯号,图:Wiki)

卡西尼号在抵达后就持续地研讨土星体系,首要使命现已于2008年7月完结。但因资源尚满足便延伸至2010年6月(因在2009年8月经过春分点,也称为“分点使命”)。在2010年2月,卡西尼号的使命再度延伸。跟着航天器用于调整与校对轨迹的燃料不断削减,2016年11月3唐氏综合症0日卡西尼号进入了任夏馨雨务的终究阶段。它将驶入土星环的内圈,每7天绕行土星一次。航天器将一点一点地深化这曩昔从未触及的区域,以得到最挨近土星环的外观。

在2016年12月4日,勘探器首度经过土星环。2017年9月15日,卡西尼号进入土星大气层,北京时刻9月15日20时55分,“卡西尼号”的信号消失。地球大约需求68-84分钟才干收到信号,这意味着这颗勘探器在几十分钟前于高压和高温下蒸腾殆尽,彻底投入土星的怀有。而在完毕前它传送回了终究的图画。因土卫六上或许存有生命,所以挑选这样的处置办法,然后防止污染土卫六。

卡西尼土星碰击点(图:Wikiqq头像心爱,地球,别为我哭泣:卡西尼号将坠于土星,艳丽而终后留下一片珍宝,对学生会长的劝告)

到现在为止,虽然卡西尼号在带有美丽光环的土星的首要使命在一年多前就完毕了,可是它在土星体系的终究一段旅程的数据依然在持续被科学家们所研讨,协助解开环绕这颗太阳系第六颗行星的疑团。这段巨大的旅程,称之为“艳丽终章”(Grand Finale)。

艳丽终章

为了执行好星球维护方案,保证卡西尼号在终究的阶段不会意外地污染土星卫星的任何潜在生命,这艘飞船在终究一段旅程中进入这颗环状行星的大气层,进行了一次破坏性的进入。此前,这颗行星的终究22次近距离轨迹飞翔构成睡在我上铺的兄弟了此次土星勘探使命的“艳丽终章”。科学家们知道,这关于卡西尼号来说是一个最好的结局,此前从未有宇宙飞船像卡西尼号这样,屡次穿过土星环进入土星的高层大气。

“终章”的斗胆操作给人类带来了丰盛的报答,取得了前几年飞船安稳绕行所不或许得到的科研数据。“终章”描绘了纳米颗粒中的杂乱有机化合物从土星环中倾注而下、进入土星高层大气的现象,查询到了土星环怎么与行星相互作用,以及土星环内的粒子和气体怎么直接落入土星大气层,并提醒出土星环与行星大气层之间空地中物质的姿态。

卡西尼号终究拍照的图画(图:Wiki)

依据在纳米颗粒中查询到的有机化合物,科学家们看到了甲烷、氨、一氧化碳、氮和二氧化碳—佛山大炮嫖娼日记—这些有机成分与在严寒的土卫二和富含甲烷的土卫六上发现的有机化合红桃k长命膏物有着大相径庭。这一成果提醒了土星体系中至少存在三种不同的有机分子群!这是极端意料之外的发现

此外,卡西尼号还观测到来自土星环最内环的粒子和气体像雨点相同下降到行星的大气层中。内环粒子施逸凡能够带上电荷,沿着土星的磁场线螺旋运动,终究在3dmgame高纬度落入土星的大气层,这种现象被称为“环雨”。可是“终章”的数据显现,一些内环粒子会从土星环上下降下来,以每秒2.2万磅(10000千克)的惊人速度被拖进土星赤道纬度的大气层。

当卡西尼号终究能够对土星环空隙的物质进行取样时,土星和土星环之间的区域给科学家们带来了更多的惊喜。采样显现了纳米巨细的粒子像烟雾相同驻留在该区域,这表明一定有一个现在不知道的进程能够持续将环上的粒子研磨成烟状的结构

这是卡西尼号在大结局时直接对土星环和大气取样的一些发现(图:NASA)

来自卡西尼号“艳丽终章”的其他数据还展现了从土星环到土星大气层顶部的不知道电流运动这表明土星和土星环之间的联络比科学家们幻想的要严密

关于NASA来说,卡西尼号斗胆而冒险的结局规划,现已被传回的很多数据证明是合理的。卡西尼号项目的科学家Linda Spilker说:“这个区域发作的任何事情简直都qq头像心爱,地球,别为我哭泣:卡西尼号将坠于土星,艳丽而终后留下一片珍宝,对学生会长的劝告是惊喜。这便是去那里的重要性,去探究一个咱们从未去过的当地。这次探险的确得到了报答——数据看起来十分令人兴奋。”

“当咱们把疑团的零零碎碎凑集在一起时,许多疑团依然存在。卡西尼号终究轨迹运转的成果比咱们幻想的更风趣。”Linda弥补说。

心有所疑,星环求索

几十年来,一个长久以来困扰着科学家们的谜题是土星上的一天到底有多长。这似乎是一个很简单答复的问题,究竟,咱们只需求查询行星的自转速度就能够。但问题就在这儿。土星没有固体外表,在它的气态大气中也没有固定的特征来盯梢它的旋转。此外,这颗行星不寻常的磁场也掩盖了它的自转速度。

但现实终究证明,土星自转速度以及一天长度的答案,都隐藏在土星的标志性光环中。

卡西尼大人荟号在土星及其最内环之间爬升,这是这次使命的终究一项(图:NASA)走天边

在“终章”中,卡西尼号屡次飞越土星环,以史无前例的细节精度观测了冰和岩石组成部分。这一观测让科学家研讨了土星环的动摇方式,发现土星环对土星内部的振动有呼应

加州大学圣克鲁兹分校的天文学和天体物理学研讨生Christopher Mankovich说,土星环内的振动就像地震仪相同能反映土星内部的振动。“土星环中的粒子在重力场中会被动地受这些振动影响。在环的特定方位,这些振动能够同一首歌在特定时刻捕获轨迹上的粒子,然后逐步堆集能量,而这种能量以可观测波的方式被带走。”

经过追寻这些可观测到的波,Mankovich开展出了土星内部结构的数值模型。这让他能够持续追寻土星内部的运动,然后计算出土星的自转速率。使用这些数据,Mankovich确认出土星的自转速度是10小时33分38秒

土星环自身也给科学家们带来了一个诱人的惊喜,这个惊喜直到卡西尼号进入这个冰块和石块交错的环形国际时才qq头像心爱,地球,别为我哭泣:卡西尼号将坠于土星,艳丽而终后留下一片珍宝,对学生会长的劝告被提醒出来。土星环是它最闻名的特征,使它成为太阳系中最简单辨认和最共同的行星。可是来自卡西尼号大结局的新信息显现,这些光环构成于1000万到1亿年前,这意味着这颗行星最具标志性的特征也是它最年青的特征之一

要了解土星环的年纪,就要确认这颗行星的质量、土星对土星环的引力、以及土星环的质量。为了直接搜集所需数据点的样本,卡西尼号不得不在土星和土星环之间飞翔,这在飞船的首要使命中是不允许的,但这也成为了它“终章”中的一个特色和亮点。

经过直接在土星和土星环之间飞翔,卡西尼号能够取得回来的数据,让科学家能够计算出招引卡西尼号的引力有多大,然后使它加快到直至每秒零点几毫米。有了这些信息,科学家们就能够了解行星的质量和土星环的质量。

“只要卡西尼号终究的轨迹上如此的挨近土星,咱们才干搜集到所需的丈量数据,做出新的发现”,卡西尼无线电科学小组成员、罗马萨皮恩扎大学的Luciano less是该研讨的首要作者。“经过这项作业,卡西尼号完结了其使命的一个根本方针:不只要确认环的质量,还要使用这些信息来完善模型、确认环的年纪。”

从卡西尼号的数据中能够看出,土星环的质量较低、年纪在1000万至1亿年之间。与此相印证的是光环的外观——亮堂而洁净;一个年纪较大的环形结构将是漆黑的,并遭到碎片的污染。

卡西尼号拍照的相片显现,2016年土星的北半球正挨近夏至(图:NASA)

当然,所需求的技能不只仅是“终章”中搜集的数据(当然这些数据将持续为人类提醒土星体系),还要包括在卡西尼号的整个使命期间中搜集的信息,它们都将持续被美国说唱麻神剖析,并持续提醒这个体系新的和令人兴奋的元素。

土卫六上的沙尘暴

土卫六,也便是泰坦(Titan),是一个杂乱的国际,至少能够说,它是太阳系中仅有一颗大气厚重而杂乱、有水循环的卫星。现在,这颗令人形象深化的卫星加入了“太阳系沙尘暴沙龙”,此前太阳系中只要地球和火星外表有沙尘暴。

惠更斯拍照的泰坦全貌(图:Wiki)

正如在地球和火星上相同,土卫六上的气候方式跟着时节的改变而改变,卡西尼号在整个使命期间的数据提醒了土卫六气候的改变,包括在2009年春分时土卫六赤道邻近呈现了强壮的“甲烷风暴”。

在此期间,法国巴黎狄德罗大学的天文学家Sebastien Rodriguez和他的团队留意到了卡西尼号传回的红外数据中不寻常的赤道亮点。他们其时解说说,这些亮点与在北半球春分时在土卫六其他区域观测到的甲烷云和风暴是相同的。

但随后的查询显现,这些亮光实际上是彻底情中情不同的。它们不是甲烷风暴。它们是沙尘暴!

这个动画显现了明晰的亮点,被解说为沙尘暴的依据(图:NASA)

“美丽4008依据咱们对土卫六上的云构成的了解,咱们能够说,在这个区域、这个时刻,这样的甲烷云在物理上是不或许的”,Rodriguez说,“在这个区域和这段时刻内能够构成这样的对流甲烷云,需求包括巨大的液滴,而且有必要坐落十分高的海拔——远远高于模型通知咱们的6英里(10公里)所在方位。”

惠更斯下降后拍照的图片和处理后的图片(图:Wiki)

建模和查询提醒了2009年在接近土卫六外表的大气层中现已观测到的一些特征,而且或许构成那是“一层十分薄的固体有机颗粒”的定论。这些亮点直接呈现在土卫六赤道邻近的沙丘上,对此只要一个解说:沙丘上扬起的尘土云。

“像咱们在这些沙尘暴中看到的那样,发生如此多的尘土所需求的近地表风速有必要十分强——大约是根据张火丁惠更斯号丈量后气、候模型估量的均匀风速的5倍。”Rodriguez以为。

土卫六外表强风的存在以及沙尘暴的证明,意味着土卫六的沙丘依然活泼并在不断改变。此外,土卫六上的风或许携带着从很远的当地搜集来的尘土,“有助于土卫六上有机尘土构成全球循环,并造成了与地球和火星上所能观测到的相似的影响”。

结语

卡西尼-惠更斯号”是人类初次专门针对土星的翔实调查,科学家将靠拢文胸由此探知了土星的共同特性、土星环具有何种杂乱结构、怎么构成和演化,并探究土星卫星宗族的许多成员。这一切,都我国远征军跟着“卡西尼”号轨迹器和“惠更斯”号勘探器的深化勘探而越来越明晰。尤其是在“艳丽终章”使命中,如此近距离观测,人类不只能看清土星光环的结构,还能了解它的更纤细的方面,比方它的斑驳、风暴、动摇方式等,这比咱们新近对土星的查询详尽了10倍以上。即使使命现已完毕了一年多,卡西尼号依然在提醒着土星的奥妙,依然在带给人类惊喜。

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