土星の輪は非常に化学的に複雑で、新しい研究が示しており、惑星の大気の構成を積極的に変化させています。
カッシーニ探査機が土星の深部への最後の降下中に送信されたデータは、巨人の輪が私たちが信じていたよりも化学的に複雑であることを示しています。
気に入ったら、リングを調べてみてください
Cravens は、カッシーニのイオンおよび中性質量分析計 (INMS) チームのメンバーです。 2017 年にカッシーニが土星の上層大気に突入したとき、搭載された質量分析計を使用して、土星の輪と大気の間のさまざまな高度で点の化学組成をサンプリングしました。
この論文は、惑星の環に驚くべき化学的複雑性を発見したことを報告しています。これは、過去の観察に基づいて、環は「ほぼ完全に水である」という現在の見解に異議を唱えるものである、と Cravens は説明する。
INMS 測定は、内輪と上層大気の間のギャップで実行されました。彼らは、環に水、メタン、アンモニア、一酸化炭素、窒素分子、二酸化炭素が存在することを明らかにしました。
土星の D (最も内側の) リングからの塵粒は、この「化学カクテル」のコーティングを運んで、惑星の上層大気に絶えず降り注いでいます。このプロセスは異常な速さで行われるとチームは付け加えています。このプロセスは、惑星とその環のさまざまな自転速度によって促進されます (環は惑星の大気よりも速く自転します)。時間の経過とともに、このプロセスは土星の大気の炭素と酸素の含有量を変化させた可能性があります。
この発見は、惑星環の化学的複雑性を明らかにするだけでなく、環の形成、寿命、ホスト惑星との相互作用に関する重要な問題を提起します。
たとえば、大気への物質移動率が非常に高いことを考えると、惑星の輪はこれまでの推定よりもはるかに短命であると想定しても安全かもしれません。この粒子の流れを補う新鮮な物質の供給源がない場合、リングは単純に流れて何もない状態になる可能性があります。これらの発見から導き出される 1 つの可能性は、木星にも独自の完全に肉付けされた環があった可能性が高く、今日のガス巨人を取り巻くかすかな軌跡に徐々に流れ込んでいるということです。
これらの複雑な物質の起源も天文学者にとって興味深いものです。 「[リングの物質は]私たちの太陽系の形成から残されたものですか?太陽と惑星を形成した星間物質から崩壊した原始太陽系前星雲にさかのぼりますか?」
最後に、チームは、この物質の流入が、水素イオンと三原子水素イオンをより重い分子イオンに変換することにより、惑星の電離層にも影響を与え、それによって荷電粒子の電離層を枯渇させることを報告しています。
しかし、Cravens の主な貢献は、リングからの物質が土星の電離層をどのように変化させているかに焦点を当てて、そのデータを解釈することでした。
論文はジャーナル Science に掲載されました .
