Từ thông cáo báo chí của JPL:
Một phân tích mới dựa trên dữ liệu từ tàu vũ trụ NASA Cass Cassini tìm thấy mối liên hệ nhân quả giữa các tín hiệu bí ẩn, định kỳ từ từ trường Sao Thổ và vụ nổ khí ion hóa nóng, được gọi là plasma, trên khắp hành tinh.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng những đám mây plasma khổng lồ định kỳ nở quanh Sao Thổ và di chuyển khắp hành tinh giống như một khối lượng đồ giặt không cân bằng trong chu kỳ quay. Chuyển động của plasma nóng này tạo ra một chữ ký lặp đi lặp lại trong các phép đo của môi trường từ trường quay Saturn, và giúp minh họa tại sao các nhà khoa học gặp khó khăn như vậy khi đo chiều dài một ngày trên Sao Thổ.
Pontus Brandt, tác giả chính của bài báo và là nhà khoa học của nhóm Cassini có trụ sở tại Đại học Vật lý Ứng dụng Johns Hopkins cho biết, đây là một bước đột phá có thể chỉ cho chúng ta nguồn gốc của các chu kỳ thay đổi bí ẩn che mờ thời kỳ quay thực sự của Sao Thổ. Phòng thí nghiệm ở Laurel, Md. Hiện tại, câu hỏi lớn đặt ra là tại sao những vụ nổ này xảy ra định kỳ.
Dữ liệu cho thấy cách tiêm plasma, dòng điện và từ trường Saturn - những hiện tượng không thể nhìn thấy bằng mắt người - là đối tác trong một vũ đạo phức tạp. Vụ nổ plasma định kỳ tạo thành các đảo áp lực xoay quanh Sao Thổ. Những hòn đảo có áp lực cao thổi phồng lên từ trường.
Một hình ảnh động mới cho thấy hành vi được liên kết có thể được nhìn thấy tại trang web Cassini.
Hình dung cho thấy plasma nóng vô hình trong từ quyển Saturn - bong bóng từ tính trên khắp hành tinh - phát nổ và làm biến dạng các đường sức từ để đáp ứng với áp lực. Từ trường sao Thổ Saturn không phải là một bong bóng hoàn hảo bởi vì nó bị thổi ngược lại bởi lực của gió mặt trời, nơi chứa các hạt tích điện phát ra từ mặt trời.
Lực của gió mặt trời kéo dài từ trường của mặt sao Thổ quay mặt ra khỏi mặt trời thành một cái gọi là từ tính. Sự sụp đổ của từ tính dường như khởi động một quá trình gây ra các vụ nổ plasma nóng, từ đó làm phồng lên từ trường trong từ quyển bên trong.
Các nhà khoa học vẫn đang điều tra nguyên nhân khiến từ tính Saturn, bị sụp đổ, nhưng có những dấu hiệu mạnh mẽ cho thấy plasma lạnh, dày đặc có nguồn gốc từ sao Thổ Saturn Enceladus quay cùng với Sao Thổ. Lực ly tâm kéo dài từ trường cho đến khi một phần đuôi giật lại.
Việc chụp lại làm nóng plasma xung quanh Sao Thổ và plasma nóng lên bị kẹt trong từ trường. Nó xoay quanh hành tinh trong các hòn đảo với tốc độ khoảng 100 km mỗi giây (200.000 dặm / giờ). Theo cùng một cách mà các hệ thống áp suất cao và thấp trên Trái đất gây ra gió, áp suất cao của không gian gây ra dòng điện. Dòng điện gây biến dạng từ trường.
Một tín hiệu vô tuyến gọi là Saturn Kilometric Radiation, mà các nhà khoa học đã sử dụng để ước tính độ dài của một ngày trên Sao Thổ, có liên quan mật thiết đến hoạt động của từ trường Saturn. Do Sao Thổ không có điểm bề mặt hoặc điểm cố định để theo dõi tốc độ quay của nó, các nhà khoa học đã suy ra tốc độ quay từ thời điểm các đỉnh trong loại phát xạ vô tuyến này, được cho là tăng theo từng vòng quay của một hành tinh. Phương pháp này đã làm việc cho Sao Mộc, nhưng tín hiệu Sao Thổ đã thay đổi. Các phép đo từ đầu những năm 1980 được thực hiện bởi tàu vũ trụ NASA Voy Voyager, dữ liệu thu được năm 2000 của sứ mệnh ESA / NASA Ulysses và dữ liệu Cassini từ khoảng năm 2003 đến nay khác nhau ở một mức độ nhỏ nhưng đáng kể. Do đó, các nhà khoa học không chắc chắn một ngày sao Thổ là bao lâu.
Điều quan trọng về công việc mới này là các nhà khoa học đang bắt đầu mô tả mối quan hệ nhân quả toàn cầu giữa một số lực vô hình phức tạp hình thành nên môi trường Sao Thổ, ông Marcia Burton, nhà khoa học điều tra hạt và hạt Cassini tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA , Pasadena, Calif. Những kết quả mới vẫn không cho chúng ta thấy thời gian của một ngày sao Thổ, nhưng chúng cho chúng ta manh mối quan trọng để bắt đầu tìm ra nó. Độ dài ngày của Sao Thổ, hay tốc độ quay của Sao Thổ, rất quan trọng để xác định các tính chất cơ bản của Sao Thổ, giống như cấu trúc bên trong của nó và tốc độ của gió.
Plasma là vô hình với mắt người. Nhưng máy ảnh ion và trung tính trên thiết bị hình ảnh từ trường Cassini, cung cấp góc nhìn ba chiều bằng cách phát hiện các nguyên tử trung tính tràn đầy năng lượng phát ra từ các đám mây plasma xung quanh Sao Thổ. Các nguyên tử trung tính năng lượng hình thành khi khí lạnh, trung tính va chạm với các hạt tích điện trong một đám mây plasma. Các hạt kết quả được tích điện trung tính, vì vậy chúng có thể thoát khỏi từ trường và phóng to vào không gian. Sự phát xạ của các hạt này thường xảy ra trong từ trường xung quanh các hành tinh.
Bằng cách xâu chuỗi các hình ảnh thu được cứ sau nửa giờ, các nhà khoa học đã tạo ra các bộ phim plasma khi nó trôi dạt khắp hành tinh. Các nhà khoa học đã sử dụng những hình ảnh này để tái tạo áp suất 3 chiều do các đám mây plasma tạo ra và bổ sung cho các kết quả đó bằng áp suất plasma có nguồn gốc từ máy quang phổ plasma Cassini. Một khi các nhà khoa học hiểu được áp lực và sự tiến hóa của nó, họ có thể tính toán các nhiễu loạn từ trường liên quan dọc theo đường bay của Cassini. Các nhiễu loạn trường được tính toán phù hợp hoàn hảo với từ trường quan sát, đập mạnh ra, xác nhận nguồn gốc của dao động trường.
Tom Tất cả chúng ta đều biết rằng các chu kỳ quay thay đổi đã được quan sát thấy ở các xung, hàng triệu năm ánh sáng từ hệ mặt trời của chúng ta, và bây giờ chúng ta thấy rằng một hiện tượng tương tự được quan sát ngay tại Saturn, ông Tom Krimigis, nhà nghiên cứu chính của thiết bị hình ảnh từ trường , cũng có trụ sở tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng và Học viện Athens, Hy Lạp. Với các dụng cụ ngay tại nơi nó xảy ra, chúng ta có thể biết rằng dòng plasma và các hệ thống dòng điện phức tạp có thể che lấp chu kỳ quay thực của cơ thể trung tâm. Đó là cách quan sát trong hệ mặt trời của chúng ta giúp chúng ta hiểu những gì nhìn thấy trong các vật thể thiên văn xa xôi.
Nguồn: JPL
