Một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Lancaster đã đo độ sâu quang học của các vành đai Sao Thổ bằng phương pháp mới dựa trên lượng ánh sáng mặt trời chiếu vào tàu vũ trụ Cassini khi nó ở trong bóng của vành đai. Độ sâu quang học liên quan đến độ trong suốt của vật thể và cho biết ánh sáng có thể truyền đi bao xa qua vật thể trước khi bị hấp thụ hoặc tán xạ.
Một nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ tàu vũ trụ Cassini để đo một cách sáng tạo độ sâu quang học của các vành đai Sao Thổ, cung cấp những hiểu biết mới về độ trong suốt và cấu trúc của chúng. (Minh họa về tàu vũ trụ Cassini của NASA trên quỹ đạo quanh Sao Thổ) Nguồn ảnh: NASA/JPL-Caltech
Nghiên cứu do Đại học Lancaster phối hợp với Viện Vật lý Vũ trụ Thụy Điển chủ trì và gần đây đã được xuất bản trên Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.
Tàu vũ trụ Cassini được phóng vào năm 1997 và đến Sao Thổ vào năm 2004, thực hiện chuyến khám phá sâu rộng nhất về Sao Thổ và các mặt trăng của nó cho đến nay. Năm 2017, Cassini đã lặn giữa Sao Thổ và các vành đai của nó 22 lần trước khi rơi vào bầu khí quyển của Sao Thổ, kết thúc sứ mệnh của mình.
Phương pháp và kết quả nghiên cứu
Geo, Ph.D. sinh viên tại Đại học Lancaster rgeXystouris, dưới sự chỉ đạo của Tiến sĩ Chris Arridge, đã phân tích dữ liệu lịch sử từ máy dò Langmuir của Cassini, đang đo plasma lạnh, hoặc các ion và electron năng lượng thấp, trong từ quyển của Sao Thổ.
Trong nghiên cứu, họ tập trung vào nhật thực của tàu vũ trụ: những khoảng thời gian khi Cassini ở trong bóng của Sao Thổ hoặc các vành đai chính của nó. Trong mỗi lần nhật thực, máy dò Langmuir ghi lại những thay đổi đáng kể về dữ liệu.
George nói: "Vì máy dò được làm bằng kim loại nên chỉ cần có ánh sáng mặt trời, ánh sáng mặt trời có thể cung cấp đủ năng lượng cho máy dò để giải phóng các electron. Đây là hiệu ứng quang điện, các electron được giải phóng ra được gọi là 'quang điện tử'. Tuy nhiên, chúng cũng sẽ gây ra một số vấn đề vì chúng khác với các electron trong plasma lạnh xung quanh Sao Thổ. "
" Sau khi tập trung vào những thay đổi trong dữ liệu, chúng tôi nhận ra rằng chúng có liên quan đến lượng ánh sáng mặt trời mà mỗi vòng được phép đi qua. Cuối cùng, chúng tôi đã tính toán quang điện tử từ mỗi vòng bằng cách sử dụng các đặc tính của vật liệu được sử dụng bởi máy dò Langmuir và độ sáng của Mặt trời gần Sao Thổ. thay đổi số lượng và tính toán độ sâu quang học của các vành đai Sao Thổ. Đây là một kết quả mới lạ và thú vị! Chúng tôi đã đo các đặc điểm của hành tinh bằng một công cụ được thiết kế chủ yếu để đo plasma, cách sử dụng duy nhất của máy dò Langmuir và kết quả của chúng tôi phù hợp với các nghiên cứu sử dụng máy chụp ảnh có độ phân giải cao để đo độ trong suốt của vòng. "
T AGPH76Tầm nhìn tương lai của các vành đai Sao Thổ
Các vành đai chính, kéo dài 140.000 km (90.000 dặm) tính từ Sao Thổ nhưng chỉ dày tối đa 1 km (0,6 dặm), sẽ biến mất khỏi Góc nhìn của Trái Đất vào năm 2025 vì vào năm đó, các vành đai sẽ nghiêng về phía rìa Trái Đất khiến chúng gần như không thể nhìn thấy được. Trong giai đoạn tiếp theo của quỹ đạo 29 năm của Sao Thổ, chúng sẽ nghiêng về phía Trái đất và tiếp tục trở nên rõ ràng hơn và sáng hơn cho đến năm 2032.
Giáo sư Mike Edmunds, Chủ tịch Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia, nói thêm: "Thật tuyệt vời khi thấy các sinh viên sau đại học tham gia sử dụng các công cụ phát hiện không gian theo một cách khác thường và khéo léo. Kiểu đổi mới này chính xác là những gì thiên văn học cần - nhiều cựu sinh viên ở nhiều ngành nghề khác nhau đang sử dụng phương pháp này để giúp giải quyết các vấn đề của thế giới."