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Unter den Wundern des Sonnensystems sind zweifellos die Engelsringe des Saturn ein Fanfavorit. Im Jahr 1997 begab sich die Raumsonde Cassini auf eine siebenjährige Reise zum Saturn, um den Planeten, seine Monde und natürlich die erstaunlichen Ringe so gründlich wie möglich zu untersuchen.
Bevor die Raumsonde 2017 in die Saturnatmosphäre eintauchte, flog Cassini wiederholt zwischen dem Planeten und seinen Ringen hin und her und sammelte dabei zahlreiche Daten. Anhand der Daten, die von der Langmuir-Sonde an Bord erfasst wurden, Planetenforscher haben gemessen Die visuelle Tiefe der Saturnringe, wenn auch auf unkonventionelle Weise. Es geht um eine Sonnenfinsternis, die das Raumschiff während seines Fluges „gesehen“ hat. Hier erfahren Sie, was das bedeutet.
Zunächst ist es wichtig zu wissen, dass die optische Tiefe eines Materials davon abhängt, wie weit Licht durch dieses Material wandert, bevor es absorbiert oder gestreut wird. Die visuelle Tiefe hängt auch davon ab, wie transparent ein Objekt ist.
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Cassini, Sonnenfinsternis
Ph.D. Der Student George Zistoris von der Lancaster University erkannte, dass es einen Zusammenhang zwischen den von der Raumsonde beobachteten „Sonnenfinsternis“-Ereignissen geben könnte, die sich darauf beziehen, wann sich die Sonde in den Schatten hinter Saturn oder seinen Ringen bewegt, und der optischen Tiefe der Ringe. Wenn dies zutrifft, wäre die Transparenz der Saturnringe direkt in den Cassini-Daten vorhanden.
„Wir nutzen alle verfügbaren Sonnenfinsternisse, wie sie von Cassini aus gesehen werden, entweder vom Saturn oder seinen Ringen, das sind die Zeiträume, in denen Cassini in den Schatten des Saturns oder seiner Ringe tritt“, schrieben die Autoren der Studie.
Es war bereits bekannt, dass die Langmuir-Sonde an Bord von Cassini ein Instrument zur Messung des kalten Plasmas – einer Mischung aus niederenergetischen Ionen und Elektronen – in der Magnetosphäre des Saturn war. Aber weil die Sonde selbst eine metallische Zusammensetzung hatte, lieferten die Strahlen, als Cassini im Sonnenlicht war, genug Energie für das Material der Sonde, um einige Elektronen in einem Prozess freizusetzen, der als photoelektrischer Effekt bekannt ist. Daher erfasste die Sonde nicht nur Elektronen aus der Magnetosphäre, sondern auch Elektronen, die durch die Kollision der Sonne mit ihrem Metallkörper erzeugt wurden.
So zeichnete die Sonde erhebliche Veränderungen in der Elektronendatendichte auf, während sie sich in den Schatten und die Ringe des Planeten hinein und wieder heraus bewegte. Xystouris erkannte, dass diese Veränderungen mit der Menge des Sonnenlichts zusammenhängen würden, das durch jeden der Saturnringe wandert, was es ihm ermöglichen würde, die optische Tiefe der Ringe umgekehrt zu berechnen.
„Letztendlich konnten wir anhand der Eigenschaften des Materials, aus dem die Langmuir-Sonde hergestellt wurde, und der Helligkeit der Sonne in der Nähe des Saturn die Änderung der Anzahl der Photoelektronen pro Ring und die optische Tiefe berechnen.“ Saturnringe.“ Er sagte In der aktuellen Situation.
„Wir haben ein Instrument verwendet, das hauptsächlich für Plasmamessungen verwendet wird, um ein Planetenmerkmal zu messen, eine einzigartige Verwendung der Langmuir-Sonde, und unsere Ergebnisse stimmten mit Studien überein, bei denen hochauflösende Bildgeber zur Messung der Transparenz der Ringe verwendet wurden.“ Er fügte hinzu.
Während sich die Hauptringe des Saturn 140.000 km (ungefähr 87.000 Meilen) vom Planeten erstrecken, stellte das Team fest, dass die maximale Dicke der Ringe nur 1 km beträgt. Die markanten Ringe sollen außerdem bis 2025 von der Erde verschwinden und sich in der nächsten Phase der 29-jährigen Saturnumlaufbahn auf uns zubewegen. Aber keine Sorge, es wird nicht lange aus den Teleskopen der Sterngucker verschwinden. Sie sollten nur ein paar Monate draußen sein.
Die Forschung wurde im September in der Zeitschrift veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
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