10小时33分38秒!土星环上的波可以精确测量土星自转速度
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发布时间：2024-05-07 01:27
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时间：2024-06-10 08:09
美国宇航局卡西尼号飞船对土星独特的光环进行了前所未有的详细观测，科学家们现在利用这些观测来探测这颗巨大行星的内部，并首次获得了它自转速度的精确数据。根据计算，土星上一天的长度是10小时33分38秒。研究人员研究了土星环内部振动产生的波型。实际上通过对行星内部振动的响应，就像一个极其灵敏的地震仪。与地球的地震振动相似，土星对扰动的反应是在其内部结构决定的频率上振动。内部热驱动对流是最可能的振动源。这些内部振荡导致行星内部任何特定位置的密度波动，从而使行星外部的重力场以相同频率振荡，环中的粒子在重力场中感受到这种振荡。
博科园-科学科普：（上图为卡西尼-惠更斯号于2006年9月15日临近土星时拍出的土星环，是不是非常漂亮？）加州大学圣克鲁兹分校天文学和天体物理学研究生克里斯托弗·曼科维奇解释说：在这种振荡与环形轨道共振的地方，能量会累积，并以波的形式被带走。曼科维奇是1月17日发表在《天体物理学》上该研究论文的第一作者，这篇论文比较了土星光环的波动模式和土星内部结构模型。加州大学圣克鲁兹分校天文学和天体物理学教授乔纳森·福特尼是该研究报告的共同作者说：但是土星环上的一些特征是由于行星本身振动造成的，可以利用这些特征来了解行星的内部振动和内部结构。Mankovich开发了一套土星内部结构的模型，用它们来预测土星内部振动的频谱，并将这些预测与卡西尼号在土星C环观测到的波进行比较。
分析的主要结果之一是对土星自转速率的新计算，这一计算出人意料地难以测量。作为一颗气态巨行星，土星没有固体表面，在它旋转的过程中也没有可以追踪的地标。土星也不同寻常的是，土星磁轴几乎完美地与旋转轴对齐。木星地轴和地球地轴一样，也不与旋转轴对齐，这意味着地轴会随着行星的旋转而摆动，这使得天文学家能够测量无线电波中的周期信号，并计算出自转速率。Mankovich分析得出的10小时33分38秒旋转速度比之前基于旅行者号和卡西尼号宇宙飞船辐射测量的估计快了几分钟。卡西尼号项目的科学家琳达·斯皮尔克说：我们现在知道了土星一天的时长，当时我们认为无法找到它。
用光环窥探土星的内部，从里面探出了这颗行星长久以来所追求的基本品质。这是一个非常可靠的结果。戒指上有答案。土星环可以用来研究这颗行星地震学的想法最早是在1982年提出，那时还远未进行必要的观测。马克·马利(Mark Marley)目前在美国宇航局位于硅谷的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)工作。他后来在1990年的博士论文中充实了自己的想法，展示了如何进行计算，并预测了土星环的特征位置。他还指出，卡西尼号的任务，在计划阶段，将能够进行必要的观测来验证这个想法，20年后，人们研究了卡西尼号的数据，在马克预测的位置发现了环状结构。
（欣赏）在下面这张奇特的照片中，土星隐约出现在前景的左边，由土星光环所投射的阴影所点缀。在右边，土星环从卡西尼号的视角向外延伸，从行星朦胧的边缘后露出。2017年5月28日当这幅图像被收集的时候，卡西尼号刚刚第六次穿过土星和土星环之间的间隙，正在眺望地平线。该任务最终将于2017年9月15日进入火星大气层。从这里可以看到土星环未被照亮的一面，阳光从另一面透过。这颗行星的一部分在南半球。卡西尼号是美国国家航空航天局、欧洲航天局和意大利ASI航天局合作的一个项目，这幅图像于2017年10月16日首次发布。
博科园-科学科普｜研究/来自: 加州大学圣克鲁兹分校
参考期刊文献:《天体物理学》
DOI: 10.3847/1538-4357/aaf798
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美国宇航局卡西尼号飞船对土星独特的光环进行了前所未有的详细观测，科学家们现在利用这些观测来探测这颗巨大行星的内部，并首次获得了它自转速度的精确数据。根据计算，土星上一天的长度是10小时33分38秒。研究人员研究了土星环内部振动产生的波型。实际上通过对行星内部振动的响应，就像一个极其灵敏的地震...
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土星环上的粒子捕捉到的振动第一次为了解土星内部的运动提供了一个窗口，揭示了这颗冰冷行星上的一天只持续10小时33分38秒。根据发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究，土星环上的粒子对土星内部的振动的反应就像地震仪对地震的反应一样。这就产生了可测量的波动模式。加州大学圣克鲁兹分校(UC Santa ...
太阳系中最奇怪的行星——土星
土星比地球大得多，其半径超过6万公里，大约是地球的10倍，表面温度约为零下139摄氏度，非常寒冷。土星的自转速度极快，每10小时33分钟完成一次自转，自转速度达到37000公里每小时，即每秒10.3公里。其公转周期为29.5年，公转速度约为每秒9690米。土星的轨道为椭圆形，直径约10个天文单位，相当于约15...
土星自转一周大约需要几个小时
该行星自转所需的时间大约是10小时39分钟至10小时50分30秒左右。这个时间比地球自转一周所需的时间（大约24小时）要短得多。土星是太阳系中第二大的行星，其巨大的质量和体积使得其自转速度相对较快。这种快速自转也导致了土星表面有非常强烈的风暴和旋涡，其中最著名的是土星环。
土星的相关知识?
土星围绕太阳运行，其公转速度平均为每秒9.65千米，绕太阳一周大约需要10795个地球日，即29.5个地球年。它的轨道距离太阳在近日点为9.0412天文单位，在远日点为10.1238天文单位。尽管土星公转速度看似缓慢，但其自转速度却非常快，自转一周只需10小时33分38秒，是太阳系中自转速度第二快的行星。土星的...
土星是个怎样的星球?
土星的行星磁场强度介于地球和更强的木星之间。土星有一个显著的环系统，主要的成分是冰的微粒和较少数的岩石残骸以及尘土。已经确认的土星的卫星总共有62颗。其中，土卫六是土星系统中最大和太阳系中第二大的卫星（半径2575㎞）（太阳系最大的卫星是木星的木卫三，半径2634㎞）。
土星的相关知识?
他自转一圈只需要10小时33分38秒，是太阳系内自转速度第二快的行星。土星的密度是太阳系内最小的一个，只有0.687g／cm的平均密度，甚至低于水，也就是说他可以很轻松的漂浮在水面上。土星的磁场也非常强，排在地球与木星之前。土星的内部环境极其恶劣，那里时常刮着有超过1800km（千米）／时的超强...
土星的光环是什么组成的
土星的光环由无数个小块物体组成，它们在土星赤道面上绕土星旋转。该光环平面与土星主光环面成27度倾角，该光环内侧距离土星约595万公里，宽度约1190万公里它的直径相当于300倍土星的直径。可容纳大约10亿个地球。光环由冰和尘埃微粒组成，它们之间的距离如此之大，另外土星照射到的太阳光线很少，光环反射...
关于土星的知识
土星主要由氢组成，还有少量的氦与微量元素，内部的核心包括岩石和冰，外围由数层金属氢和气体包裹着。最外层的大气层在外观上可以看出发亮的土星光环，虽然有时会有长时间存在的现象。土星的风速高达1800公里/时，明显的比木星上的风速快。土星的行星磁场强度介于地球和木星之间，空气流非常快。
你知道八大行星里的土星有什么特点吗?
一个星期的土星旋转相当于10小时33分38秒，相当于地球的半天。土星拥有许多卫星。目前还无法确定卫星的精确个数，所有的大冰块理论都是围绕着环旋转的，并且要区分出它是环上的大颗粒还是小卫星非常困难。截至2009年已证实的卫星有62颗，到2019年已证实的卫星有82颗，其中53颗已有正式名称，29颗[8]...
