Saturn overrasker, da Cassini fortsætter sin store finale

Mens NASAs Cassini-rumfartøj laver sin hidtil usete serie af ugentlige dyk mellem Saturn og dens ringe, forskere er ved at finde - indtil videre - at planetens magnetfelt ikke har nogen mærkbar hældning. Denne overraskende observation, hvilket betyder, at den sande længde af Saturns dag stadig er ukendt, er blot en af ​​flere tidlige indsigter fra den sidste fase af Cassinis mission, kendt som Grand Finale.

Andre nyere videnskabelige højdepunkter inkluderer lovende hints om strukturen og sammensætningen af ​​de iskolde ringe, sammen med billeder i høj opløsning af ringene og Saturns atmosfære.

Cassini er nu i den 15. af 22 ugentlige baner, der passerer gennem det smalle mellemrum mellem Saturn og dens ringe. Rumfartøjet begyndte sin finale den 26. april og vil fortsætte sine dyk indtil 15. september, når det vil gøre en mission-afslutning dykke ned i Saturns atmosfære.

"Cassini præsterer smukt i den sidste del af sin lange rejse, " sagde Cassini-projektleder Earl Maize ved NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien. "Dens observationer fortsætter med at overraske og glæde, mens vi presser hver sidste smule videnskab, vi kan få."

Cassini-forskere er også begejstrede - og overraskede i nogle tilfælde - over de observationer, som rumfartøjet foretager i finalen. "De data, vi ser fra Cassinis Grand Finale, er lige så spændende, som vi håbede, selvom vi stadig er dybt i gang med at finde ud af, hvad de fortæller os om Saturn og dens ringe, " sagde Cassini Project Scientist Linda Spilker ved JPL.

Tidlig magnetfeltanalyse

Baseret på data indsamlet af Cassinis magnetometerinstrument, Saturns magnetfelt ser ud til at være overraskende godt tilpasset planetens rotationsakse. Hældningen er meget mindre end 0,06 grader - hvilket er den nedre grænse for rumfartøjets magnetometerdata placeret på værdien før starten af ​​Grand Finale.

Denne observation er i modstrid med videnskabsmænds teoretiske forståelse af, hvordan magnetiske felter genereres. Planetariske magnetfelter forstås at kræve en vis grad af hældning for at opretholde strømme, der strømmer gennem det flydende metal dybt inde i planeterne (i Saturns tilfælde, menes at være flydende metallisk brint). Uden hældning, strømmene ville til sidst aftage, og marken ville forsvinde.

Enhver hældning til magnetfeltet ville gøre den daglige vaklen i planetens dybe indre observerbar, afslører således den sande længde af Saturns dag, hvilket indtil videre har vist sig at være uhåndgribeligt.

"Hæpningen ser ud til at være meget mindre, end vi tidligere havde estimeret og ret udfordrende at forklare, " sagde Michele Dougherty, Cassini magnetometer undersøgelse leder ved Imperial College, London. "Vi har ikke været i stand til at bestemme længden af ​​dagen ved Saturn indtil videre, men vi arbejder stadig på det."

Manglen på en tilt kan i sidste ende blive rettet med yderligere data. Dougherty og hendes team mener, at nogle aspekter af planetens dybe atmosfære kan skjule det sande indre magnetfelt. Holdet vil fortsætte med at indsamle og analysere data for resten af ​​missionen, herunder under det sidste dyk ind i Saturn.

Magnetometerdataene vil også blive evalueret i overensstemmelse med Cassinis målinger af Saturns tyngdefelt indsamlet under Grand Finale. Tidlig analyse af tyngdekraftsdataene indsamlet indtil videre viser uoverensstemmelser sammenlignet med dele af de førende modeller af Saturns indre, antyder noget uventet om planetens struktur afventer opdagelse.

Sampling af Saturn

Ud over sin undersøgelse af planetens indre, Cassini har nu fået de første prøver nogensinde af planetens atmosfære og hovedringe, som lover ny indsigt om deres sammensætning og struktur. Rumfartøjets kosmiske støvanalysator (CDA) instrument har opsamlet mange ringpartikler i nanometerstørrelse, mens de fløj gennem planet-ring-gabet, mens dets ion- og neutrale massespektrometer (INMS) har snuset den yderste atmosfære, kaldet exosfæren.

Under Cassinis første dyk gennem hullet den 26. april, rumfartøjet var orienteret så det var stort, tallerkenformet antenne ville fungere som et skjold mod modkørende ringpartikler, der kan forårsage skade. Mens det i første omgang så ud til, at der stort set ingen partikler var i mellemrummet, Forskere fandt senere ud af, at partiklerne der er meget små og kunne påvises ved hjælp af CDA-instrumentet.

Den kosmiske støvanalysator fik senere lov til at kigge ud bag antennen under Cassinis tredje af fire passage gennem den inderste af Saturns hovedringe, D-ringen, den 29. juni. Under Cassinis to første passeringer gennem den indre D-ring, partikelmiljøet der viste sig at være godartet. Dette fik missionskontrollører til at slække på afskærmningskravet for en bane, i håb om at fange ringpartikler der ved hjælp af CDA. Da rumfartøjet passerede gennem ringen, CDA-instrumentet fangede med succes nogle af de mindste partikler der, som teamet forventer vil give væsentlig information om deres sammensætning.

Under rumfartøjets sidste fem kredsløb, samt det sidste dyk, INMS-instrumentet vil tage prøver dybere nede i atmosfæren. Cassini vil skimme gennem den ydre atmosfære under disse pas, og INMS forventes at sende særligt vigtige data om sammensætningen af ​​Saturns atmosfære under det sidste dyk.

Fantastiske billeder

Ikke at blive overgået, Cassinis billedkameraer har arbejdet hårdt, returnerer nogle af de højeste opløsningsbilleder af ringene og planeten, de nogensinde har opnået. For eksempel, Nærbilleder af Saturns C-ring – som har mystiske lyse bånd kaldet plateauer – afslører overraskende forskellige teksturer i de tilstødende dele af ringen. Plateauerne ser ud til at have en stribet tekstur, hvorimod tilstødende områder virker klumpete eller slet ikke har nogen tydelig struktur. Ringforskere mener, at det nye detaljeringsniveau kan kaste lys over, hvorfor plateauerne er der, og hvad der er anderledes ved partiklerne i dem.

På to af Cassinis tætte pasninger over Saturn, den 26. april og 29. juni, kameraerne fangede ultra-nære udsigter af skylandskabet, der ræsede forbi, viser planeten tættere på end nogensinde før. Billeddannende forskere har kombineret billeder fra disse dyk til to nye billedmosaikker og en filmsekvens. (Specielt, den tidligere udgivne 26. april-film blev opdateret for i høj grad at forbedre dens kontrast og skarphed.)

Lanceret i 1997, Cassini har kredset om Saturn, siden han ankom i 2004 for en tæt undersøgelse af planeten, dens ringe og måner, og dens enorme magnetosfære. Cassini har gjort adskillige dramatiske opdagelser, inklusive et globalt hav med indikationer af hydrotermisk aktivitet inden for månen Enceladus, og flydende metanhav på en anden måne, Titan.