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卡西尼航天器在土星环中揭示波浪结构

2018-05-14
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em这张来自美国宇航局卡西尼号航天器的新发布图像显示土星环中的波浪结构,称为Janus 2:1螺旋密度波。 < / EM>

由于创造螺旋星系的相同过程产生,土星环中的螺旋密度波更加紧密缠绕。在这种情况下,每第二个波峰实际上是多次包围整个行星的相同的螺旋臂。

这是土星B环中唯一可见的主要密度波。大部分B环的特征是占据密度波可能发生的区域的结构,但B环的最内部分是不同的。

波浪起源的土星半径(朝向图像右下方)距离地球59,796英里(96,233公里)。在这个位置,每当Janus每一次绕着轨道运行一次时,环形粒子就会绕过土星两次,形成轨道共振。在这个视图中,波从共振(并离开土星)向外传播。由于研究人员没有完全理解的原因,在这个位置,由较大的环形结构造成的波阻尼非常弱,所以这个波可以看到数百个明亮的波峰,这与Saturn的A环中的密度波不同。

图像给出了这样的错觉,即环平面向左上方倾斜离开相机,但事实并非如此。由于这种波如何传播的机制,波长随着距谐振的距离而减小。因此,图像的左上方与右下方的摄像机非常接近,而密度波的波长更短。

这一波非常显着,因为产生它的月亮Janus处于奇怪的轨道配置。 Janus和Epimetheus(见PIA12602)每四年分享几乎相同的轨道和贸易地点。每次发生这些轨道交换之一时,这个位置的响应响应,在波浪中产生一个新的波峰。任何一对波峰之间的距离相当于从共振向下游传播四年的波浪,这意味着这里看到的波形编码了Janus和Epimetheus轨道历史的数十年的价值。根据这种解释,这幅图像最左上方的波浪部分对应于在1980年和1981年Voyager flybys时间附近的Janus和Epimetheus的位置,Janus和Epimetheus是第一次被证明是两个不同的对象(它们在1966年首次被观察到)。

Epimetheus在这个位置也产生波浪,但它们被Janus的波浪淹没,因为Janus是两颗卫星中较大的一颗。

这张照片是2017年6月4日拍摄的,卡西尼太空船窄角相机。图像是在距离照片区47,000英里(76,000公里)的环的阳光照射侧获得的。图像比例为每像素1,730英尺(530米)。相角或太阳环太空船的角度是90度。

图片来源:NASA / JPL-Caltech /空间科学研究所

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