37.3K
Используя последние измерения космического аппарата «Cassini», ученые из Юго-западного научно-исследовательского института обнаружили, что сложные органические вещества опускаются из колец Сатурна в его верхнюю атмосферу. Последние обороты зонда вокруг гиганта позволили инструментам захватить пробы частиц кольцевой среды и обнаружить воду и более тяжелые вещества.
«В своем последнем приключении «Cassini» нырнул в неизведанную область между кольцами Сатурна и его атмосферой. Основываясь на предыдущем опыте, ученые полагали, что в атмосферу планеты падает дождь частиц из колец, поэтому космический аппарат использовал свою радиоантенну в качестве зонтика для защиты от него», – говорит доктор Келли Миллер, соавтор статьи, опубликованной в журнале Science.
После почти 20-летнего путешествия у космического аппарата «Cassini» заканчивалось топливо. NASA использовало последние орбиты для изучения верхней атмосферы и внутренних колец, прежде чем совершить финальное погружение в атмосферу планеты в сентябре 2017 года. 22 оборота вокруг газового гиганта позволили измерить состав верхней атмосферы Сатурна и его химические взаимодействия с материалом, поступающим из колец.
«Оказывается, дождь из частиц колец больше похож на ливень», – сообщил доктор Хайнт Уэйт, ведущий автор статьи и главный исследователь ионного и нейтрального масс-спектрометра «Cassini» (INMS).
Хотя INMS был разработан для исследования газов, ученые смогли измерить кольцевые частицы, потому что высокие скорости, на которых они попадали в космический аппарат, испаряли их. Водный лед вместе с недавно обнаруженными органическими соединениями выпадал из колец быстрее, чем ученые могли подумать, 10 тонн материала в секунду.
«Молекулярный водород, как и ожидалось, был наиболее распространенным атмосферным компонентом. Но ливень, выпадающий из колец, включал в себя большое количество воды, а также такие молекулы, как бутан и пропан, химические вещества, которые вы могли бы использовать для розжига костра», – говорит Келли Миллер.
Высокая скорость космического аппарата «Cassini» относительно атмосферы Сатурна, позволившая INMS измерить кольцевые частицы, также осложняла интерпретацию данных. Молекулы и частицы разрушались при ударе о детектор, поэтому различные органические соединения, обнаруженные INMS, вероятно, являются лишь фрагментами более сложных молекул. Наблюдения, изменявшиеся от орбиты к орбите, также свидетельствуют о том, что регионы в самом внутреннем кольце D подвержены существенным переменам.
«Хотя INMS к концу миссии был одним из последних инструментов сбора данных, получить результаты было непросто», – объяснила Ребекка Перриман, второй автор статьи.
За обработкой, проверкой и пересмотром данных команда INMS провела целый месяц, но усилия стоили того. Потеря большой массы несет последствия для эволюции кольцевой системы, намекая, что материал из кольца C регулярно пополняет соседнее кольцо D. В конечном итоге, ливень частиц определенно влияет на химию атмосферы Сатурна и ее углеродный баланс.