Des oscillations mystérieuses dans les anneaux de Saturne révèlent des indices sur l’intérieur «  flou  »

Qu’y a-t-il dans la géante gazeuse?

Plus tard. Il est extrêmement difficile d’examiner les intérieurs de Jupiter et de Saturne. Mais le système unique, fascinant et vaste d’anneaux de Saturne s’avère être un excellent outil pour trouver des densités profondément sous d’épaisses couches de nuages, jusqu’au cœur.

Ce noyau, selon une nouvelle analyse de «l’oscillation» dans le noyau interne de Saturne, n’est probablement pas une sphère de nickel-fer dense. Comme on le croit actuellementMais c’est une région « brumeuse », principalement de l’hydrogène et de l’hélium, avec un mélange graduel d’éléments lourds, s’étendant jusqu’à 60 pour cent du rayon de la planète et contenant environ 17 masses terrestres de glace et de roches.

Existant, Il a été publié sur le serveur prépresse arXiv Et attendre Examen par les pairs, est similaire à Découvertes récentes sur l’intérieur de Jupiter Sur la base des données de Junon, cela pourrait changer nos hypothèses sur la structure initiale de Saturne et l’histoire de la formation.

Comment apprenons-nous cela des anneaux de Saturne? Tout cela a à voir avec la façon dont le ventre grondant de Saturne affecte le champ gravitationnel externe de la planète.

Les ondes et les oscillations sonores à l’intérieur des corps cosmiques sont un excellent outil pour examiner leur structure interne. Nous faisons cela ici sur Terre, alors que les tremblements de terre envoient des ondes similaires à travers la planète; La façon dont ces ondes rebondissent là-bas peut révéler des densités différentes, nous permettant d’identifier des structures que nous ne pouvons jamais espérer voir. Sur le Soleil et d’autres étoiles, les ondes sonores internes apparaissent comme des fluctuations de luminosité.

Saturne n’est pas un endroit pour les sismomètres, ni soumis à des fluctuations de luminosité, cependant Il y a plusieurs années, Les scientifiques ont remarqué des modèles distincts dans l’anneau C de Saturne, son anneau majeur le plus profond.

Ils ont conclu qu’il était peu probable que cela provienne des lunes de Saturne, car ces modèles se trouvent dans les anneaux extérieurs. Au lieu de cela, ils semblent être générés par des vibrations profondes à l’intérieur de la planète, qui affectent le champ gravitationnel.

Un graphique de 2015 montrant comment les oscillations internes devraient affecter les anneaux de Saturne. (Matthew Heidman / Université de l’Idaho)

Ainsi est né le domaine de la science Chronos: l’étude de l’intérieur de Saturne en analysant ces ondes dans l’anneau C.

Maintenant, les astrophysiciens Christopher Mankowitz et Jim Fuller du California Institute of Technology ont mené une nouvelle analyse d’une onde de l’anneau C interne auparavant caractéristique, dont la fréquence était beaucoup plus basse que celle attendue du modèle interne de Saturne. Ils ont découvert que ce modèle de fréquence impose une nouvelle contrainte drastique à la configuration interne de Saturne.

« Nos modèles imposent des restrictions strictes sur la masse et la taille du noyau de l’élément lourd de Saturne, bien que la nature plus légère de ce noyau nécessite une description plus précise que dans les modèles traditionnels en couches », Ils ont écrit dans leur papier.

Sur la base de ces limitations, ils ont conclu que la masse du noyau est environ 55 fois la masse de la Terre et contient 17 masses terrestres de roches et de glace. Et le reste sera principalement de l’hydrogène et de l’hélium. Tout est dispersé et mélangé progressivement, plutôt que stratifié précisément, avec une concentration plus intense d’éléments lourds au centre.

Cela pose un défi aux modèles de formation planétaire. On pense que les planètes se forment à partir d’un modèle de galets ascendant, dans lequel de petits morceaux de roche sont reliés électrostatiquement jusqu’à ce que la «graine» des planètes devienne suffisamment grande pour attirer de plus en plus de matière par gravité – et finalement une planète se forme.

Pour les géantes gazeuses, telles que Jupiter et Saturne, on pensait que les matériaux les plus lourds coulaient vers le centre, formant un noyau solide et laissant le gaz moins dense s’élever vers les régions extérieures.

Les modèles modernes offrent plus Distribution progressive des matériaux; Ou il est possible que Chargement aléatoire Cela conduit à une distribution plus graduelle.

Cependant, la modélisation des voies de modulation pour un noyau est ambiguë Cela s’est avéré difficileEt il est possible qu’un jiggery-pokery scientifique plus complexe soit nécessaire pour comprendre pleinement comment cela fonctionne.

Cela pourrait être de mettre la charrue juste avant les boeufs. La nouvelle étude est basée sur une seule onde en C-ring. Plus de chronosologie peut aider à valider le cœur mystérieux de Saturne.

La recherche est disponible sur arXiv.