Các vành đai của Sao Thổ cung cấp cho các nhà khoa học thông tin họ cần để cuối cùng xác định thời gian một ngày trên khối khí khổng lồ kéo dài bao lâu.
(Ảnh: © NASA / JPL-Caltech / Viện khoa học vũ trụ)
Đặt bộ tính giờ của bạn trong 10 giờ, 33 phút và 38 giây - các nhà khoa học cuối cùng đã tìm ra một ngày kéo dài trên sao Thổ, phá vỡ một bí ẩn còn sót lại về người khổng lồ khí.
Đó là theo nghiên cứu mới được công bố sử dụng dữ liệu được thu thập bởi sứ mệnh Cassini của NASA trước khi tàu vũ trụ bị phá hủy vào tháng 9 năm 2017. Tính toán mới đã loại bỏ vài phút ước tính trước đó cho một ngày Sao Thổ, mà các nhà khoa học đã thực hiện trong nhiều thập kỷ dựa trên dữ liệu từ sứ mệnh Cassini và tiền thân của nó, Voyager.
"Các nhà nghiên cứu đã sử dụng sóng trong các vòng để nhìn vào bên trong Sao Thổ và xuất hiện đặc điểm cơ bản được tìm kiếm từ lâu này của hành tinh. Và đó là một kết quả thực sự vững chắc", Nhà khoa học Dự án Cassini, Linda Spilker nói trong một tuyên bố. "Những chiếc nhẫn giữ câu trả lời." [Trong ảnh: Nhiệm vụ Cassini kết thúc với Epic lặn vào sao Thổ]
Có vẻ như thật dễ dàng để đo chiều dài của một ngày trên một hành tinh - chỉ cần chờ đợi và xem thế giới quay. Nhưng chiều dài ngày chính xác của sao Thổ đã khiến các nhà khoa học bối rối trong nhiều thập kỷ. Vì hành tinh này là một khối khí khổng lồ, các nhà nghiên cứu không thể quan sát các cột mốc ổn định qua các đám mây, giống như với một hành tinh đá.
Các nhà khoa học cũng có thể sử dụng độ nghiêng của từ trường của một hành tinh để đo chiều dài ngày của nó. Nhưng điều đó không hiệu quả với Sao Thổ, bởi vì trường này gần như hoàn hảo với trục quay của hành tinh, cản trở tính toán của họ. Một nhà khoa học đã nghiên cứu từ trường của hành tinh nói rằng sự không chắc chắn kéo dài trong ngày là "hơi xấu hổ", nói trong một cuộc phỏng vấn với Space.com về nghiên cứu được công bố vào tháng Mười.
Những thách thức này khiến các nhà khoa học với ước tính sơ bộ rơi vào khoảng từ 10 giờ, 36 phút đến 10 giờ, 48 phút - không đặc biệt thỏa mãn.
Nghiên cứu được công bố ngày hôm nay đã thực hiện một cách tiếp cận hoàn toàn khác - không chỉ nhìn vào hành tinh, mà là các vòng mỏng manh của nó. Ý tưởng này đã được đề xuất vào năm 1982, nhưng mãi đến khi nhiệm vụ Cassini, các nhà khoa học mới có dữ liệu để xem liệu kỹ thuật này có hoạt động hay không.
Ý tưởng là khi Sao Thổ quay tròn, bên trong nó ngọ nguậy một chút, gây ra những thay đổi nhỏ trong trường hấp dẫn của hành tinh. Những thay đổi nhỏ đó gợn ra những khối băng trong các vòng trang trí cho khí khổng lồ, gây ra những đợt sóng nhỏ trong các vòng.
"Các hạt trong suốt các vòng không thể không cảm nhận được những dao động này trong trường trọng lực", tác giả chính Christopher Mankovich, một sinh viên tốt nghiệp ngành thiên văn học tại Đại học California, Santa Cruz, cho biết trong một tuyên bố. "Tại các vị trí cụ thể trong các vòng, các dao động này bắt các hạt vòng vào đúng thời điểm trên quỹ đạo của chúng để dần dần tích tụ năng lượng và năng lượng đó được mang đi như một sóng có thể quan sát được."
Vì vậy, Mankovich và các đồng nghiệp đã nghiên cứu những sóng có thể quan sát được và sử dụng chúng để quay ngược vào bên trong hành tinh. Đó là cách các nhà nghiên cứu đưa ra cách đo 10 giờ, 33 phút và 38 giây. Nó vẫn chưa được đặt trong đá - các thanh lỗi trên phép tính đó kéo dài giữa một phút và 52 giây dài hơn và một phút và 19 giây ngắn hơn. Nhưng phạm vi tính toán mới đánh bại một cửa sổ 12 phút.
Nghiên cứu được mô tả trong một bài báo xuất bản ngày hôm qua (17 tháng 1) trên Tạp chí Vật lý thiên văn.
