Wissenschaftler modellieren das Innere des Saturn – eine dicke Schicht aus Heliumregen, die das Magnetfeld des Planeten beeinflussen kann

Das Saturnmagnetfeld erscheint an der Oberfläche. Bildnachweis: Ankit Barrick / Johns Hopkins University

Die Forscher simulieren die Bedingungen, die für das einzigartige Magnetfeld des Planeten erforderlich sind.

Der neue Simulator der Johns Hopkins University bietet ein interessantes Aussehen SaturnDas Innere weist darauf hin, dass eine dicke Schicht Heliumregen das Magnetfeld des Planeten beeinflusst.

Aussteller wurden kürzlich in veröffentlicht Vorgänger AGU, Weist auch darauf hin, dass das Innere des Saturn im äquatorialen Bereich höhere Temperaturen aufweisen kann, wobei niedrigere Temperaturen in höheren Breiten oben auf der Heliumregenschicht liegen.

Die inneren Strukturen großer Gasplaneten sind bekanntermaßen schwer zu untersuchen, und die Ergebnisse unterstützen die Bemühungen, die verborgenen Regionen des Saturn abzubilden.

“Indem wir untersuchen, wie sich Saturn gebildet hat und wie er sich im Laufe der Zeit entwickelt hat, können wir viel über die Bildung anderer Saturn-ähnlicher Planeten in unserem Sonnensystem und darüber hinaus lernen”, sagte die Co-Autorin Sabine Stanley von der Johns Hopkins University. Planetenphysiker.

Saturn sticht unter den Planeten in unserem Sonnensystem hervor, weil sein Magnetfeld um die Rotationsachse fast genau gleich erscheint. Detaillierte Messungen des Magnetfeldes aus den letzten Bahnen NASA‘s Cassini Der Hauptautor Chi Yan, ein Doktorand an der Johns Hopkins University, sagte, die Mission biete die Gelegenheit, die Tiefe des Planeteninneren, in dem das Magnetfeld erzeugt wird, besser zu verstehen.

Interner Saturn

Der innere Teil des Saturn mit einer stabilen Schicht aus unlöslichem Helium. Bildnachweis: Yi Zheng (HEMI / MICA Extreme Arts Program)

Yan und Stanley speisten die von der Cassini-Mission gesammelten Daten in leistungsstarke Computersimulationen ein, die denen zur Untersuchung von Wetter und Klima ähneln, und entdeckten die Komponenten, die zur Erzeugung des Dynamos – des elektromagnetischen Übertragungsmechanismus – erforderlich sind, um das Magnetfeld des Saturn zu erklären.

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“Eines der Dinge, die wir entdeckt haben, ist, wie empfindlich das Modell für sehr spezifische Dinge wie die Temperatur ist”, sagte Stanley, der auch ein angesehener Professor bei Johns Hopkins Bloomberg im Department of Earth and Planetary Sciences und im Bereich Weltraumforschung am Labor für Angewandte Physik. . “Und das bedeutet, dass wir eine wirklich interessante Sonde haben, die 20.000 Kilometer tief im Saturn liegt. Es ist eine Art Röntgenblick.”

Bemerkenswerterweise deuten die Simulationen von Yan und Stanley darauf hin, dass in der Nähe des Nord- und Südpols des Saturn tatsächlich ein geringer Grad an nichtaxialer Symmetrie bestehen könnte.

“Obwohl die Beobachtungen, die wir vom Saturn haben, genau gleich aussehen, können wir in unseren Computersimulationen das gesamte Feld abfragen”, sagte Stanley.

Eine direkte Beobachtung an den Polen mag notwendig sein, um dies zu bestätigen, aber die Entdeckung könnte Auswirkungen auf das Verständnis eines anderen Problems haben, das Wissenschaftler seit Jahrzehnten beschäftigt: Wie man die Geschwindigkeit misst, mit der sich der Saturn dreht, oder mit anderen Worten, die Länge des Tages. Auf dem Planeten.

Die Referenz: “Ein Rezept für Saturn – wie ein Dynamo” von Si Yan und S. Stanley, 5. Mai 2021 Vorgänger AGU.
DOI: 10.1029 / 2020AV000318

Dieses Projekt wurde unter Verwendung von Rechenressourcen am Maryland Center for Advanced Research in Computing (MARCC) durchgeführt.

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