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Dévoilement des secrets de Saturne : les éclipses révèlent la transparence des anneaux

Groundbreaking Science Emerges from Ultra Close Orbits of Saturn

Un chercheur a mesuré de manière innovante la profondeur optique des anneaux de Saturne à l’aide des données du vaisseau spatial Cassini, fournissant ainsi de nouvelles informations sur leur transparence et leur structure. (Illustration du vaisseau spatial Cassini de la NASA en orbite autour de Saturne.) Crédit : NASA/JPL-Caltech

Un doctorant de l’Université de Lancaster a mesuré la profondeur optique de Saturneen utilisant une nouvelle méthode basée sur la quantité de lumière solaire atteignant le Cassini vaisseau spatial alors qu’il se trouvait dans l’ombre des anneaux.

La profondeur optique est liée à la transparence d’un objet et montre jusqu’où la lumière peut parcourir cet objet avant d’être absorbée ou diffusée.

Mission Cassini et collaboration en matière de recherche

La recherche, dirigée par l’Université de Lancaster en collaboration avec l’Institut suédois de physique spatiale, a été récemment publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Le NASALa sonde spatiale Cassini de l’ESA a été lancée en 1997 et a atteint Saturne en 2004, réalisant l’étude la plus approfondie de la planète et de ses lunes à ce jour. La mission s’est terminée en 2017 lorsque Cassini a plongé dans l’atmosphère saturnienne, après avoir plongé 22 fois entre la planète et ses anneaux.

Vidéo du vaisseau spatial Cassini se déplaçant dans le plan du système d’anneaux de Saturne, créée par George Xystouris à l’aide de NASA Eyes. Crédit : NASA/JPL

Méthodologie et résultats

George Xystouris, doctorant à l’Université de Lancaster, sous la supervision du Dr Chris Arridge, a analysé les données historiques de la sonde Langmuir à bord de Cassini, un instrument qui mesurait le froid. plasmac’est-à-dire des ions et des électrons de faible énergie, dans la magnétosphère de Saturne.

Pour leur étude, ils se sont concentrés sur les éclipses solaires du vaisseau spatial : périodes où Cassini était dans l’ombre de Saturne ou des anneaux principaux. Lors de chaque éclipse, la sonde Langmuir a enregistré des changements spectaculaires dans les données.

George a déclaré : « Comme la sonde est métallique, chaque fois qu’elle est éclairée par le soleil, la lumière du soleil peut donner suffisamment d’énergie à la sonde pour libérer des électrons. Il s’agit de l’effet photoélectrique, et les électrons libérés sont ce qu’on appelle des « photoélectrons ». Ils peuvent cependant créer des problèmes, car ils ont les mêmes propriétés que les électrons du plasma froid autour de Saturne et il n’existe pas de moyen simple de séparer les deux.

« En nous concentrant sur les variations des données, nous avons réalisé qu’elles étaient liées à la quantité de lumière solaire que chaque anneau laisserait passer. Finalement, en utilisant les propriétés du matériau dont est faite la sonde Langmuir et la luminosité du Soleil dans le voisinage de Saturne, nous avons réussi à calculer le changement du nombre de photoélectrons pour chaque anneau et à calculer la profondeur optique des anneaux de Saturne.

« C’était un résultat nouveau et passionnant ! Nous avons utilisé un instrument principalement utilisé pour les mesures de plasma afin de mesurer une caractéristique planétaire, ce qui constitue une utilisation unique de la sonde Langmuir, et nos résultats concordent avec les études utilisant des imageurs haute résolution pour mesurer la transparence des anneaux.

Visibilité future des anneaux de Saturne

Les anneaux principaux, qui s’étendent jusqu’à 140 000 km (90 000 miles) de la planète, mais ont une épaisseur maximale de seulement 1 km (0,6 miles), doivent disparaître de la vue de la Terre d’ici 2025. Cette année-là, les anneaux seront inclinés. par la tranche de la Terre, ce qui rend presque impossible leur visualisation. Ils s’inclineront vers la Terre au cours de la prochaine phase de l’orbite de 29 ans de Saturne et continueront à devenir plus visibles et plus brillants jusqu’en 2032.

Le professeur Mike Edmunds, président de la Royal Astronomical Society, a ajouté : « Il est toujours bon de voir un étudiant de troisième cycle impliqué dans l’utilisation des instruments des sondes spatiales d’une manière inhabituelle et inventive. Une innovation de ce type est exactement ce dont a besoin la recherche astronomique – et une approche que de nombreux anciens étudiants exerçant diverses carrières appliquent pour aider à résoudre les problèmes du monde.

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