Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Tytan ucieka od Saturna 100-krotnie szybciej niż sądzono

Recommended Posts

Tytan, księżyc Saturna, to niezwykłe miejsce. Jest to jedyny księżyc w Układzie Słonecznym, który posiada atmosferę. Jest większy niż Merkury, a jego powierzchnię pokrywają rzeki i morza płynnych węglowodorów. Pod nimi znajduje się zamarznięta woda, a pod lodem być może jest wodny ocean, w którym potencjalnie może istnieć życie. Przed wieloma laty naukowcy zauważyli, że Tytan powiększa swoją orbitę. Teraz wiemy, że oddala się on od Saturna 100-krotnie szybciej niż sądzono.

Najnowsze badania, których wyniki opublikowano na łamach Nature Astronomy, wskazują zatem, że księżyc narodził się znacznie bliżej planety. Obecnie oba obiekty dzielą 1,2 miliony kilometrów. To trzykrotnie większa odległość niż między Ziemią a Księżycem.

Autorzy większości wcześniejszych prac przewidywali, że księżyce takie jak Tytan czy Kalisto, księżyc Jowisza, powstały mniej więcej w takiej odległości od planety, w której znajdują się obecnie, mówi współautor badań, profesor Jim Fuller z Caltechu. Jednak najnowsze odkrycie wskazuje, że system księżyców Saturna oraz – potencjalnie – jego pierścienie, tworzyły się i ewoluowały bardziej dynamicznie, niż się przypuszcza.

Warto przypomnieć, że nasz Księżyc również oddala się od Ziemi. Księżyc ma bowiem wpływ grawitacyjny na naszą planetę, co wywołuje m.in. pływy morskie. Wpływa on też na wnętrze Ziemi. Zachodzą tam procesy tarcia, w wyniku których część energii wpływu Księżyca zamieniana jest na energię cieplną. To zaburza pole grawitacyjne Ziemi, które „popycha” Księżyc. Ten zyskuje dzięki temu dodatkową energię, która powoduje, że oddala się od Ziemi w tempie około 3,8 centymetra na rok. To bardzo powolny proces. Na tyle powolny, że Księżyc nie zdąży uciec od Ziemi zanim oboje za 6 miliardów lat nie zostaną wchłonięci przez rozszerzające się Słońce.

Podobny proces zachodzi pomiędzy Saturnem a Tytanem. Jednak dotychczas szacowano, że Tytan oddala się od Saturna w tempie 1 milimetra rocznie. Teraz wiemy, że jest to proces znacznie szybszy.

Jak dowiadujemy się z Nature Astronomy, dwa zespoły naukowe wykorzystały różne techniki do pomiaru orbity Tytana w czasie 10 lat. Pierwszy z nich użył astrometrii, badając pozycję Tytana względem gwiazd w tle. Do badań posłużyły fotografie wykonane przez sondę Cassini. Drugi z zespołów posłużył się radiometrią, badając prędkość Cassini gdy ta znajdowała się pod wpływem grawitacyjnym Tytana.

Używając dwóch niezależnych zestawów danych – astrometycznych i radiometrycznych – oraz dwóch różnych metod analitycznych, otrzymaliśmy w pełni zgodne wyniki, mówi główny autor badań, Valery Lainey z Obserwatorium Paryskiego. Sam Lainey pracował w zespole astrometrycznym.

Co więcej wyniki pomiarów zgadzają się z hipotezą Fullera, który w 2016 roku zaproponował teorię, zgodnie z którą tempo migracji Tytana jest znacznie szybsze niż przewidywane na podstawie teorii o siłach pływowych. Zgodnie z tą teorią wpływ grawitacyjny Tytana powoduje ściskanie Saturna i wprawa planetę w silne oscylacje, podczas których pojawia się tyle energii, że Tytan ucieka od Saturna znacznie szybciej niż sądzono. I rzeczywiście. Obecne badania wykazały, że księżyc oddala się od planety w tempie 11 centymetrów rocznie.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Vincent Bourrier z Uniwersytetu w Genewie stoi na czele międzynarodowego zespołu naukowego, który zauważył, że nieznany obiekt musiał wpłynąć na orbity dwóch planet pozasłonecznych. Są one bowiem odchylone od równika gwiazdy aż o 90 stopni.
      Gwiazdy i ich planety powstają z tego samego obracającego się dysku pyłu i gazu. Dlatego też planety powinny obiegać swoją gwiazdę w płaszczyźnie jej równika. Oczywiście od tej reguły istnieją mniejsze lub większe odstępstwa. W Układzie Słonecznym orbity planet są odchylone od płaszczyzny co najwyżej o kilka stopni. Wyróżnia się tutaj Pluton. Orbita tej planety karłowatej odchylona jest od płaszczyzny równika Słońca o 17 stopni. Jednak to niewiele w porównaniu z tym, o czym właśnie donieśli uczeni ze Szwajcarii, Włoch, Niemiec i Kanady.
      W 2019 roku astronomowie zauważyli, że dwa „mini Neptuny” krążące wokół gwiazdy HD 3167 mają orbity odchylone aż o 90 stopni. Wówczas nie byli w stanie zbadać orbity trzeciej, mniejszej planety. Dokonał tego właśnie zespół Bourriera.
      Naukowcy wykorzystali dwa instrumenty należące do Europejskiej Agencji Kosmicznej: spektrograf ESPRESSO stanowiący część Very Large Telescope w Chile oraz teleskop kosmiczny CHEOPS. Dzięki nim stwierdzili, że superZiemia HD3167b jest odchylona od płaszczyzny równika swojej gwiazdy zaledwie o kilka stopni. Obiega ona ją w ciągu 23 godzin. Innymi słowy orbita HD 3167b jest prostopadła względem orbit dwóch większych planet.
      To zaś sugeruje, ze orbity dwóch zewnętrznych planet zostały znacząco odchylone przez jakiś nieznany obiekt. Bourrier i jego zespół chcą teraz rozszerzyć swoje poszukiwania w nadziei, że znajdą kolejnego towarzysza HD 3167, odpowiedzialnego za odchylenie orbit obu planet. Tego typu badania mogą nam wiele powiedzieć o historii układów planetarnych oraz o wczesnej ewolucji orbit planet.
      Więcej informacji na temat niezwykłego układu planetarnego znajdziemy w artykule The Rossiter–McLaughlin effect revolutions: an ultra-short period planet and a warm mini-Neptune on perpendicular orbits.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA i Idaho National Laboratory (INL) ogłosiły, że szukają pomysłów nad zapewnieniem dostępu do energii atomowej na Księżycu. Uruchomienie na Księżycu stabilnego systemu dostarczania energii jest kluczowym elementem w załogowej eksploracji kosmosu. To cel, który znajduje się w naszym zasięgu, mówi Sebastian Corbisiero, odpowiedzialny za prowadzenie projektu.
      NASA, która chce wykorzystać Księżyc w roli etapu załogowej podróży na Marsa, uważa, że niezależna od dostępu do promieni słonecznych elektrownia atomowa zapewni dostateczną ilość energii, niezależnie od warunków środowiskowych na Księżycu czy Marsie. Amerykański Departament Energii i NASA od pewnego czasu mówią o koncepcji fission surface power. To reaktor atomowy o mocy liczonej w kilowatach. Dzięki rozszczepieniu jąder uranu miałby on zapewniać co najmniej 10 kilowatów mocy.
      W porównaniu z ziemskimi reaktorami nie wydaje się to dużo, jednak jest to wystarczająca ilość energii na potrzeby misji kosmicznych. Tym bardziej, że system taki miałby być skalowalny, zapewniając stałą ilość energii np. niewielkim bazom kosmicznym czy miejscom produkcyjnym.
      Myślę, że taki system odegra olbrzymią rolę na Księżycu i Marsie, a podczas jego opracowywania powstaną rozwiązania, które przydadzą się również na Ziemi, mówi Jim Reuter z Dyrektoriatu Technologii Misji Kosmicznych NASA. Reaktor miałby powstać na Ziemi, skąd zostanie przetransportowany na Księżyc.
      Warunki graniczne, jakie określiły NASA i INL, mówią o tym, że system powinien składać się z rdzenia wypełnionego uranem, systemem konwersji energii w użyteczną formę, systemami chłodzenia oraz dystrybucji energii. Całość ma w systemie ciągłym zapewniać 40 KW mocy i pracować na Księżycu przez 10 lat. Ponadto reaktor powinien pracować bez nadzoru człowieka, być w stanie samodzielnie włączać się i wyłączać, musi mieć możliwość pracy z pokładu księżycowego lądownika, ale jednocześnie musi znajdować się namobilnej platformie, którą można będzie ustawić w dowolnym miejscu. Dodatkowe wymagania dotyczą jego wagi i wymiarów. W czasie wystrzelenia z Ziemi reaktor powinien zmieścić się w obudowie o średnicy 4 i długości 6 metrów. Nie może ważyć więcej niż 6000 kilogramów.
      Wstępne propozycje dotyczące konstrukcji takiego systemu powinny być zgłoszone do 19 lutego przyszłego roku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Bliska Ziemi asteroida Kamo`oalewa może być fragmentem Księżyca, uważają naukowcy z University of Arizona, Lowell Observatory i Planetary Science Institute. Kamo`oalewa to quasi-księżyc (quasi-satelita) Ziemi. Pozostaje w pobliżu Ziemi i wraz z nią okrąża Słońce, ale nie jest powiązany grawitacyjnie z Ziemią. Niewiele wiemy o quasi-satelitach Ziemi.
      Kamo`oalewa została odkryta w 2016 roku przez obserwatorium PanSTARRS na Hawajach. Zbliża się do Ziemi na odległość 14,5 miliona kilometrów, a jej średnica wynosi 46–60 metrów. Obiekt widoczny jest z Ziemi wyłącznie przez kilka tygodni w roku licząc od początku kwietnia. Jako, że jest mały i nie świeci własnym światłem, obserwować go można tylko przez największe teleskopy.
      Astronomowie z USA zauważyli właśnie, że spektrum światła odbijanego przez asteroidę jest takie, jak spektrum światła odbijanych przez próbki Księżyca przywiezione przez misję Apollo. To sugeruje, że mamy tutaj do czynienia z fragmentem Srebrnego Globu.
      Naukowcy nie wiedzą, w jaki sposób fragment mógł uwolnić się z Księżyca. Jedną z przyczyny tego braku wiedzy, jest fakt, że nie mieliśmy okazji badać innych podobnych obiektów. Przejrzałem spektra wszystkich bliskich Ziemi asteroid, do których mieliśmy dostęp, i nie znalazłem niczego podobnego, mówi główny autor badań, świeżo upieczony magister Benjamin N. L. Sharkey z University of Arizona.
      Badanie asteroidy rozpoczęło się od gorącego sporu pomiędzy Sharkeyem, a jego promotorem, profesorem Vishnu Reddym. Przez kolejne lata po jego odkryciu uczeni obserwowali asteroidę. W 2020 roku nie mogli przeprowadzić obserwacji, gdyż z powodu COVID-19 zamknięto obserwatorium Large Binocular Telescope. Gdy w bieżącym roku przeprowadzono badania, uczeni trafili na ostatni element układanki. Wiosną, po przeprowadzeniu obserwacji stwierdziliśmy, że księżycowe pochodzenie tej asteroidy jest bardziej prawdopodobne, niż inne jej źródła, mówi Sharkey.
      Wskazówką była też orbita Kamo`oalewa. Jest ona podobna do orbity Ziemi, ale nie odpowiada orbitom innych asteroid bliskich Ziemi. Jest bardzo mało prawdopodobne, by typowa asteroida bliska Ziemi mogła zmienić orbitę na taką, jaką ma Kamo`oalewa, mówi współautor badań, profesor Renu Malhotra. Nie pozostałaby bowiem na takiej orbicie zbyt długo. Maksymalnie przez jakieś 300 lat. Tymczasem szacujemy, że Kamo`oalewa znajduje się na obecnej orbicie od około 500 lat.
      Badania nad asteroidą utrudnia jej mała jasność. Jest ona 4 miliony razy słabiej widoczna, niż najsłabiej świecąca gwiazda widoczna gołym okiem. Jej badanie było możliwe dzięki potędze 8,4-metrowych luster Large Binocular Telescope, dodaje Al Conrad, który pracuje przy wspomnianym instrumencie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu są kluczowymi członkami międzynarodowego konsorcjum, któremu Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) przyznała finansowanie na stworzenie koncepcji systemu nawigacji dla misji księżycowych. System taki znakomicie ułatwi zarówno badania samego Księżyca, jak i realizację planów zakładających wykorzystanie Srebrnego Globu jako etapu w załogowej misji na Marsa.
      Na Ziemi dysponujemy kilkoma satelitarnymi systemami nawigacji, w tym najpopularniejszym GPS-em. Jednak podobne systemy nie istnieją dla Księżyca. Dlatego też misja GRAIL, badająca pole grawitacyjne Srebrnego Globu, mogła świetnie zmapować jego jedną stronę, tę widoczną z Ziemi. Gdy jednak GRAIL znalazł się po przeciwnej stronie Księżyca, tracił kontakt z satelitami nawigacyjnymi, przez co jego możliwości dokładnego określania pozycji znacznie się zmniejszały.
      W ostatnich latach zarówno państwowe agencje kosmiczne, jak i firmy prywatne, coraz częściej wspominają o eksploracji satelity Ziemi. NASA chce za kilka lat wysłać pierwszą od wielu dekad załogową misję na Księżyc, planuje budowę stacji na orbicie Srebrnego Globu oraz prowadzenie prac na jego powierzchni. Zarówno pracujący tam ludzi, jak i autonomiczne urządzenia, będą potrzebowali skutecznego systemu do określania własnej pozycji.
      ESA prowadzi program Moonlight, w ramach którego badane są możliwości zapewnienia precyzyjnej nawigacji i komunikacji na całej powierzchni Księżyca. Program jest wieloetapowy, zakłada stopniowe osiągnięcie zamierzonego celu. Najpierw konieczne będzie zapewnienie możliwości pozycjonowania na orbicie transferowej Ziemia-Księżyc, następnie dla satelitów na orbicie wokół Księżyca w końcu dla podejścia do lądowania oraz operacji na powierzchni Srebrnego globu.
      Projekt zakłada, że w latach 2022–2025 wykorzystywane będą istniejące już konstelacje satelitów nawigacyjnych oraz odbiorniki księżycowe. W fazie II, przewidzianej na lata 2025–2035 na orbitę księżycową ma trafić kilka satelitów, a z powierzchni Księżyca mają być transmitowane dodatkowe sygnały. W końcu fazie III, czyli po roku 2035, ma funkcjonować pełny księżycowy system nawigacyjny.
      Polscy naukowcy, prof. Krzysztof Sośnica, dr Radosław Zajdel i dr Grzegorz Bury, biorą udział w pracach projektu ATLAS, który otrzymał właśnie od ESA finansowanie w ramach fazy II. Zadaniem ATLAS-a będzie zbadanie różnych rozwiązań technicznych dla księżycowego systemu nawigacyjnego, sprawdzenie możliwości jedno- i dwukierunkowej komunikacji pomiędzy Ziemią a satelitami oraz księżycowymi przekaźnikami i satelitami. Maj powstać też procedury transformacji pomiędzy księżycowymi, ziemskimi i niebieskimi (inercjalnymi) układami odniesienia. Członkowie projektu ATLAS będą musieli też przeprowadzić test jakości pozycjonowania zarówno na Księżycu jak i na jego orbicie.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Powierzchnia Księżyca pełna jest kraterów uformowanych przez uderzenia asteroid. Badania skał pokazały, że asteroidy masowo opadały na powierzchnię Księżyca przed około 3,9 miliardami lat. Stworzono więc teorię o Wielkim Bombardowaniu. Jednak dotychczas nie wiadomo było, skąd pochodziły skały, które zbombardowały Księżyc.
      Naukowcy rozważali dwie hipotezy dotyczące źródła asteroid. Jedna z nich mówiła, że były one pozostałością po głównym okresie formowania się Ziemi. Zgodnie zaś z drugą, przed około 3,9 miliardami lat w wyniku niestabilności orbit gazowych olbrzymów (Neptuna, Urana, Saturna i Jowisza) w wewnętrznych obszarach Układu Słonecznego doszło do gwałtownego zwiększenia liczby komet i asteroid pochodzących z obszarów zewnętrznych.
      Paleontolodzy z Uniwersytetu w Münster przeprowadzili bardzo precyzyjne pomiary izotopów z księżycowych skał powstałych w wyniku bombardowania. Badania wykazały, że nie doszło do żadnego gwałtownego wzrostu częstotliwości uderzeń, a za zbombardowanie Księżyca odpowiadały pozostałości po formowaniu się Ziemi.
      Uczeni skupili się przede wszystkim na badaniu rutenu i molibdenu, gdyż pierwiastki te wykazują zmiany w składzie izotopowym zależne od miejsca pochodzenia w Układzie Słonecznym. Nasze badania wykazały, że Księżyc został zbombardowany przez ten sam materiał, z którego powstała Ziemia i Księżyc, mówi główna autorka badań, doktor Emily Worsham. Kratery księżycowe są więc pozostałościami po ciągłym bombardowaniu asteroidami pochodzącymi z okresu formowania się naszej planety.
      Takie wyniki pozwoliły też wykluczyć hipotezę o nagłym wzroście intensywności bombardowania. Rodzi się więc tutaj pytanie, dlaczego większość materiału w próbkach księżycowych pochodzi sprzed 3,9 miliarda lat. Już wcześniej wskazywano, że badane dotychczas skały księżycowe to materiał pochodzący w większości z jednego basenu uderzeniowego, Mare Imbrium, wyjaśnia Worsham.
      Z obliczeń wiemy, że w pewnym momencie historii Układu Słonecznego doszło do zmian gazowych olbrzymów, co spowodowało, że do obszarów wewnętrznych Układu trafiło wiele materiału z zewnętrznych części. Wydarzenie to musiało mieć miejsce wcześniej niż dotychczas sądziliśmy. Nie znaleźliśmy bowiem żadnych dowodów na uderzenia komet czy asteroid pochodzących z zewnętrznych obszarów, dodaje profesor Thorsten Kleine. Zmiana orbit olbrzymów miała więc prawdopodobnie miejsce podczas głównego okresu formowania się Ziemi, czyli w ciągu pierwszych 100 milionów lat istnienia Układu Słonecznego. Takie datowanie zgadza się z najnowszymi modelami dynamicznymi. To jednocześnie pokazuje, że planety takie jak Ziemia zostają wzbogacone w wodę z zewnętrznych części układu dość wcześnie. Wcześnie więc powstają warunki do pojawienia się życia, stwierdza Kleine.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...