Nhờ sự Cassini Nhiệm vụ, rất nhiều điều đã được học về hệ mặt trăng của Sao Thổ (hay còn gọi là nhờ sự hiện diện của một quỹ đạo trong hệ thống, các nhà thiên văn học và những người đam mê thám hiểm không gian đã được đối xử với một luồng hình ảnh và dữ liệu dường như vô tận, đến lượt nó đã cho phép chúng ta để tìm hiểu nhiều điều thú vị về sự xuất hiện của các mặt trăng này, các đặc điểm bề mặt, thành phần và lịch sử hình thành.
Điều này chắc chắn đúng với mặt trăng sáng của Sao Thổ của Dione. Ngoài việc là mặt trăng lớn thứ 15 trong Hệ Mặt trời, và lớn hơn tất cả các mặt trăng được biết nhỏ hơn so với chính nó, nó có nhiều điểm chung với các vệ tinh Cronian khác - như Tethys, Iapetus và Rhea. Điều này bao gồm chủ yếu bao gồm băng, có một vòng quay đồng bộ với Sao Thổ và một màu sắc khác thường giữa các bán cầu hàng đầu và cuối của nó.
Khám phá và đặt tên:
Dione lần đầu tiên được quan sát bởi nhà thiên văn học người Ý, Giovanni Domenico Cassini vào năm 1684 bằng cách sử dụng một kính viễn vọng trên không lớn mà ông đã thiết lập trên nền tảng của Đài thiên văn Paris. Cùng với các mặt trăng của Iapetus, Rhea và Tethys - mà ông đã phát hiện lần lượt vào năm 1671, 1672 và 1684 - ông đặt tên cho các mặt trăng này Sidera Lodoicea (Ngôi sao của Louis Louis, sau người bảo trợ của ông, Vua Louis XIV của Pháp).
Những cái tên này, tuy nhiên, không bắt được bên ngoài nước Pháp. Vào cuối thế kỷ 17, các nhà thiên văn học thay vào đó có thói quen đặt tên cho các mặt trăng Saturn hồi được biết đến như là Titan và Sao Thổ tôi xuyên qua V, theo thứ tự khoảng cách quan sát của họ từ hành tinh. Là người xa thứ hai (sau Tethys) Dione được biết đến như là Sao Thổ II trong hơn một thế kỷ.
Những cái tên hiện đại được đề xuất vào năm 1847 bởi John Herschel (con trai của nhà thiên văn học nổi tiếng William Herschel), người đề nghị tất cả các mặt trăng của Sao Thổ được đặt theo tên của Titans - con trai và con gái của Cronos trong thần thoại Hy Lạp (tương đương với Saturn La Mã) .
Trong ấn phẩm năm 1847,Kết quả quan sát thiên văn được thực hiện tại Mũi Hảo Vọng, ông đề nghị tên Dione, một Titaness cổ xưa, là vợ của Zeus và mẹ của Aphrodite. Dione được đặc trưng trong Homer từ Iliadvà các đặc điểm địa chất - như miệng núi lửa và vách đá - lấy tên của họ từ người và địa điểm trong Virgil Aeneid.
Kích thước, khối lượng và quỹ đạo:
Với bán kính trung bình 561,4 ± 0,4 km và khối lượng khoảng 1,0954 × 1021 kg, Dione có kích thước tương đương 0,088 Trái đất và lớn gấp 0,000328 lần. Nó quay quanh Sao Thổ ở khoảng cách trung bình (trục bán chính) là 377.396 km, với độ lệch tâm nhỏ là 0,0022 - dao động từ 376,566 km ở periapsis và 378.226 km khi bị apoapsis.
Trục bán chính của Dione Voi ít hơn khoảng 2% so với Mặt trăng. Tuy nhiên, phản ánh khối lượng lớn hơn của Sao Thổ, thời kỳ quỹ đạo của Dione là một phần mười so với Mặt trăng (2.736915 ngày so với 28). Dione hiện đang ở trong cộng hưởng quỹ đạo chuyển động trung bình 1: 2 với Sao Thổ Enceladus, hoàn thành một quỹ đạo Sao Thổ cho mỗi hai quỹ đạo do Enceladus hoàn thành.
Sự cộng hưởng này duy trì độ lệch tâm quỹ đạo của Enceladus (0,0047) và cung cấp khả năng uốn cong thủy triều cho phép hoạt động địa chất mở rộng của Enceladus kiếm (từ đó tăng sức mạnh cho các tia nước lạnh của nó). Dione có hai mặt trăng đồng quỹ đạo (hay còn gọi là trojan): Helene và Polydeuces. Chúng nằm trong các điểm Lagioneian của Dione, trước 60 độ và phía sau nó.
Thành phần và tính năng bề mặt:
Với mật độ trung bình là 1,478 ± 0,003 g / cm³, Dione có thành phần chủ yếu là nước, phần còn lại nhỏ có khả năng bao gồm lõi đá silicat. Mặc dù nhỏ hơn và dày đặc hơn Rhea, nhưng Dione lại rất giống nhau về địa hình đa dạng, các đặc điểm của albedo và sự khác biệt giữa bán cầu hàng đầu và cuối của nó.
Nhìn chung, các nhà khoa học nhận ra năm loại đặc điểm địa chất trên Dione - Chasmata (chasms), dorsa (rặng núi), fossae (trầm cảm dài, hẹp), miệng núi lửa và catenae (chuỗi miệng núi lửa). Miệng núi lửa là đặc điểm phổ biến nhất, như với nhiều mặt trăng Cronian, và có thể được phân biệt về địa hình có nhiều miệng núi lửa, đồng bằng miệng núi lửa vừa phải và đồng bằng miệng núi lửa nhẹ.
Địa hình miệng núi lửa nặng có nhiều miệng hố có đường kính lớn hơn 100 km (62 mi), trong khi các khu vực đồng bằng có xu hướng có miệng hố có đường kính dưới 30 km (với một số khu vực bị miệng hố nặng hơn các khu vực khác).
Phần lớn địa hình có nhiều miệng núi lửa nằm trên bán cầu kéo dài, với các khu vực đồng bằng ít có miệng núi lửa hiện diện trên bán cầu hàng đầu. Điều này trái ngược với những gì nhiều nhà khoa học mong đợi và cho thấy rằng trong thời kỳ Ném bom hạng nặng, Dione đã bị khóa chặt với Sao Thổ theo hướng ngược lại.
Do Dione tương đối nhỏ, theo lý thuyết, một tác động đủ lớn để gây ra một miệng hố 35 km sẽ đủ để quay vệ tinh theo hướng ngược lại. Bởi vì có nhiều miệng hố lớn hơn 35 km (22 mi), Dione có thể đã liên tục được quay trong lịch sử ban đầu của nó. Mô hình của miệng núi lửa kể từ đó và albedo sáng bán cầu hàng đầu cho thấy Dione vẫn duy trì định hướng hiện tại trong vài tỷ năm.
Dione cũng được biết đến với các bán cầu dẫn và đuôi có màu khác nhau, tương tự như Tethys và Rhea. Trong khi bán cầu hàng đầu của nó là sáng, bán cầu kéo dài của nó là tối hơn và xuất hiện màu đỏ hơn. Điều này là do bán cầu hàng đầu lấy vật liệu từ Saturn E-Ring, được cung cấp bởi khí thải cryovolcanic Enceladus.
Trong khi đó, bán cầu kéo dài tương tác với bức xạ từ từ quyển Saturn, khiến các nguyên tố hữu cơ có trong lớp băng bề mặt của nó trở nên tối hơn và có màu đỏ hơn.
Một đặc điểm nổi bật khác là địa hình khôn ngoan Dione Thời gian, bao gồm bán cầu kéo dài và được cấu tạo hoàn toàn bằng vật liệu albedo cao, cũng đủ mỏng để không che khuất các đặc điểm bề mặt bên dưới. Nguồn gốc của các tính năng này vẫn chưa được biết, nhưng một giả thuyết trước đó cho rằng Dione đã hoạt động về mặt địa chất ngay sau khi hình thành, một quá trình đã chấm dứt.
Trong thời gian hoạt động địa chất này, sự tái tạo bề mặt nội sinh có thể đã đẩy vật liệu từ bên trong lên bề mặt, với những vệt hình thành từ những vụ phun trào dọc theo vết nứt rơi trở lại bề mặt dưới dạng tuyết hoặc tro. Sau đó, sau khi hoạt động nội bộ và tái tạo bề mặt chấm dứt, miệng núi lửa tiếp tục chủ yếu ở bán cầu hàng đầu và xóa sạch các vệt sọc ở đó.
Giả thuyết này đã được chứng minh là sai bởi Cassini chuyến bay thăm dò ngày 13 tháng 12 năm 2004, nơi tạo ra hình ảnh cận cảnh. Những điều này tiết lộ rằng, trên thực tế, không phải là các mỏ băng, mà là những vách băng sáng chói được tạo ra bởi các khe nứt kiến tạo (chasmata). Trong thời gian bay Cassini cũng chụp được những hình ảnh xiên của các vách đá cho thấy một số trong số chúng cao vài trăm mét.
Không khí:
Dione cũng có một bầu khí quyển các ion oxy (O + ²) rất mỏng, lần đầu tiên được phát hiện bởi tàu thăm dò không gian Cassini vào năm 2010. Bầu khí quyển này mỏng đến mức các nhà khoa học thích gọi nó là một không gian ngoài vũ trụ hơn là một bầu khí quyển. Mật độ của các ion oxy phân tử được xác định từ Cassini dữ liệu phổ kế plasma dao động từ 0,01 đến 0,09 mỗi cm3 .
Thật không may, sự phổ biến của các phân tử nước trong nền (từ Saturn E-Ring) bị che khuất phát hiện băng nước trên bề mặt, vì vậy nguồn oxy vẫn chưa được biết. Tuy nhiên, quá trình quang phân là nguyên nhân có thể (tương tự như những gì xảy ra trên Europa), nơi các hạt tích điện từ vành đai bức xạ Saturn tương tác với nước đá trên bề mặt để tạo ra hydro và oxy, hydro bị mất vào không gian và oxy bị giữ lại.
Thăm dò:
Dione lần đầu tiên được chụp hình bởi Hành trình 1 và 2 tàu thăm dò không gian khi chúng đi qua Sao Thổ trên đường đến Hệ Mặt trời Ngoài vào năm 1980 và 1981, tương ứng. Kể từ đó, cuộc thăm dò duy nhất để thực hiện một hình ảnh bay bổng hoặc cận cảnh của Dione là Cassini quỹ đạo, đã thực hiện năm lần bay của mặt trăng từ năm 2005 đến 2015.
Chuyến bay gần nhất đầu tiên diễn ra vào ngày 11 tháng 10 năm 2005, ở khoảng cách 500 km (310 mi), tiếp theo là vào ngày 7 tháng 4 năm 2010, (một lần nữa ở khoảng cách 500 km). Một lần bay thứ ba được thực hiện vào ngày 12 tháng 12 năm 2011 và là lần gần nhất, ở khoảng cách 99 km (62 mi). Flybys thứ tư và thứ năm diễn ra vào ngày 16 tháng 6 và 17 tháng 8 năm 2015, ở khoảng cách lần lượt là 516 km (321 mi) và 474 km (295 mi).
Ngoài việc thu được hình ảnh của bề mặt miệng núi lửa Cassini và có màu sắc khác nhau, nhiệm vụ của Cassini còn chịu trách nhiệm phát hiện bầu không khí mong manh trên mặt trăng (ngoài vũ trụ). Ngoài ra, Cassini cũng cung cấp cho các nhà khoa học bằng chứng mới rằng Dione có thể hoạt động địa chất nhiều hơn dự đoán trước đây.
Dựa trên các mô hình được xây dựng bởi các nhà khoa học của NASA, giờ đây người ta tin rằng lõi Dione có trải nghiệm sự nóng lên của thủy triều, làm tăng sự gần gũi hơn với Sao Thổ. Bởi vì điều này, các nhà khoa học cũng tin rằng Dione cũng có thể có một đại dương nước lỏng ở ranh giới lớp lõi của nó, do đó, tham gia các mặt trăng như Enceladus, Europa và những người khác trong môi trường tiềm năng nơi có thể tồn tại sự sống ngoài Trái đất.
Điều này, cũng như lịch sử địa chất Dione, và bản chất bề mặt của nó (có thể là thứ tạo ra bầu khí quyển của nó) làm cho Dione trở thành mục tiêu phù hợp cho nghiên cứu trong tương lai. Mặc dù hiện tại không có nhiệm vụ nghiên cứu mặt trăng nào đang được lên kế hoạch, nhưng bất kỳ nhiệm vụ nào đối với hệ sao Thổ trong những năm tới có thể sẽ bao gồm một hoặc hai lần bay!
Chúng tôi có nhiều bài viết hay về các mặt trăng Dione và Saturn ở đây tại Tạp chí Vũ trụ. Đây là một câu chuyện về chuyến bay đầu tiên của Cassini, chuyến bay gần nhất của nó, nó có thể hoạt động địa chất, hẻm núi và địa hình hiểm trở.
Tạp chí Vũ trụ cũng có một cuộc phỏng vấn với Tiến sĩ Kevin Grazier, một thành viên của sứ mệnh Cassini-Huygens.
