土星的白天從10小時36分鐘到10小時48分鐘不等
2023-03-31 23:09:22
據外媒報導,科學家終於研究出土星一天的時長:10小時33分38秒。
這項最新公布的研究成果,是基於美國宇航局卡西尼號探測器在2017年9月被摧毀之前收集到的數據。
新的計算方法比以前對土星日的估計少了幾分鐘。卡西尼項目科學家Linda Spilke在一份報告中說:「研究人員利用光環中的波來窺視土星的內部,發現了這顆行星的基本特徵。這是一個非常堅實的結果。」
在行星上測量一天的長度似乎很容易,只要等著看球體旋轉就行了。但是土星精確的一天到底是多長時間已經困擾了科學家幾十年。由於這顆行星是一個氣態巨行星,研究人員無法在像在巖石行星上那樣通過雲層觀察穩定的地標。
科學家通常也可以利用行星磁場的傾斜來測量一天的長度。但這並不適用於土星,因為土星的磁場與其自轉軸幾乎完全一致,這阻礙了他們的計算。一位研究過地球磁場的科學家說,土星一天長的不確定性「有點尷尬」。
這些挑戰讓科學家們粗略估計了土星的日長在10小時36分鐘到10小時48分鐘。然而,這個結果這並不特別令人滿意。
而最近發表的這項研究採取了一種完全不同的計算方法,它不是著眼於土星本身,而是著眼於土星的光環。這個想法是在1982年提出的,但直到卡西尼號的任務完成後,科學家們才知道這項技術是否有效。
這個想法是,當土星旋轉時,它的內部會微微擺動,導致它的引力場發生微小的變化。這些微小的變化會波及到土星環中的大塊冰,從而導致環中的小波紋。
加州大學聖克魯斯分校天文學研究生Christopher Mankovich在一篇文章中說:「整個環的粒子都會在重力場中感覺到這些振蕩。在環中的特定位置,這些振蕩在其軌道上的正確時間捕捉到環粒子,從而逐漸積累能量,而這種能量作為一個可觀測的波被帶走。」
因此,Mankovich和他的同事們研究了那些可觀測到的波,並利用它們向內返回到土星本身。這就是研究人員如何得出10小時33分鐘38秒的測量結果。
不過,它仍然不是一成不變的,因為計算中存在一定的誤差。