Hvad håbede man at lære af de magnetiske aflæsninger af Cassinis sidste baner

Det var et stolt, men trist øjeblik, da NASA meddelte, at missionskontrol havde mistet signalet fra Cassini -rumfartøjet den 15. september. Da det tager signalet over en time at rejse fra Saturn til Jorden, dette betød, at rumfartøjet allerede var blevet ødelagt i Saturns atmosfære.

Jeg var på Caltech i USA, ser de sidste øjeblikke af handling på store skærme sammen med de fleste af de andre forskere, ingeniører og projektledere, der har arbejdet meget hårdt for at gøre Cassini til en succes. Rumfartøjet, nu et minde, efterlader os en enorm arv - et datasæt, der vil tage årtier at udnytte fuldt ud. Faktisk, Jeg er sikker på, at det vil starte mange flere videnskabelige karrierer i processen.

Jeg er medforsker på Cassinis magnetometerinstrument. Ved hjælp af målinger af magnetiske felter omkring Saturn, vi har undersøgt planetens indre såvel som miljøerne på dens måner Titan og Enceladus.

Magnetometeret er et instrument med sensorer, der ligger på en 11-meters bom, som strækker sig ud fra rumfartøjets side. Dette arrangement er nødvendigt for at minimere interferens af magnetfelter forårsaget af rumfartøjets elektronik.

Forskere på vores team har kortlagt det magnetiske felt, der genereres inde i Saturn siden 2004. Vi har også kortlagt planetens "magnetosfære" - en enorm region eller "boble" af rummet omkring planeten, som er påvirket af dets magnetfelt. Regionen, fyldt med ladede partikler kaldet plasma, producerer et hulrum i strømmen af ​​partikler fra solen (solvinden).

Vores instrument var det første til at rapportere noget usædvanligt ved de første flybys i Enceladus. Feltmålingerne indikerede, at Enceladus syntes at have noget som en meget udvidet "atmosfære" af slagsen. Disse data var tilstrækkelige til at overbevise missionskontrol om at flyve endnu tættere på Enceladus på de næste flybys - så rumfartøjet kunne få billeder af utrolige vanddyner, eller gejsere, fra revner i den iskolde overflade af månen. Vi ved nu, at denne vandkilde også er den vigtigste kilde til plasma i planetens magnetosfære - hvilket gør den lille måne til en lille, men kraftfuld motor, der driver den meget mere enorme magnetosfære på sin forælderplanet.

Dybe mysterier

Saturns indre felt er næsten perfekt symmetrisk omkring planetens rotationsakse - hvilket gør det næsten unikt blandt de planeter, der har magnetfelter, såsom jorden. Magnetfelter produceres af elektriske strømme. På jorden, magnetfeltet frembringes af en flydende bevægelse af smeltet jern omkring planetens kerne. Det er uklart, præcis hvordan Saturns magnetfelt produceres. Vi tror, ​​at dens indre indeholder et lag, der består af hydrogen, der er knust til en metallisk væske. Strømme i denne væske er sandsynligvis årsagen til det stærke magnetfelt.

Cassinis sidste par kredsløb, som bragte den tættere på planeten, end den nogensinde har været, vil være afgørende for at løse dette og andre spørgsmål. Dataene kan hjælpe os med at bekræfte, om der er andre funktioner i dens indre, der kan generere dets magnetfelt.

Vi håber også på nøjagtigt at måle en lille del af feltet, som vi ved ikke er symmetrisk. Dette kan hjælpe os med entydigt at fastlægge selve rotationsperioden for selve Saturn - det vil sige den nøjagtige længde på en dag (vi tror i øjeblikket, at det er cirka 10 timer og 47 minutter). Det er fordi gasgiganter ikke har en fast overflade at spore, hvilket kan gøre det svært at måle deres nøjagtige rotationsperioder. Forskere har tidligere målt gentagelsen af ​​radiosignaler som en proxy, men værdier baseret på sådanne målinger varierer. Målinger af ændringer i magnetfeltet, når planeten roterer, imidlertid, kan være mere pålidelig.

Cassini bekræftede den tidligere opdagelse af Voyager -rumfartøjet, at der er et periodisk "signal" i magnetfeltet i hele planetens magnetosfære. Vi har god grund til at tro, at dette signal er en indikation på, at energi overføres fra strømme i planetens atmosfære ud til dens magnetosfære. Denne energi transporteres over afstande på millioner af kilometer, og magnetfeltet fungerer som "ledningen", langs hvilken denne energi transporteres. Det er vigtigt at forstå processen - vi ved, at denne "kobling" mellem planetens atmosfære og magnetosfæren også spiller en central rolle i auroras (nordlys) og plasmaer ved Saturn og andre magnetiserede planeter.

Vores team er blot en af ​​mange, der arbejder på data indsamlet af Cassini, hvilket betyder, at vi sandsynligvis vil lære meget mere om planeten, når vi går fremad. For nu, slutningen af ​​missionen skal ses som en erindring om en enormt succesrig international, videnskabeligt projekt - og en rettidig påmindelse om, hvad mennesker kan opnå, når vi respekterer hinandens evner og forskelle, så vi kan arbejde sammen mod et fælles mål. Så, farvel Cassini, du vil blive savnet, men aldrig glemt.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.