На магнитное поле Сатурна влияет гелиевый слой

Планетологи из университета Джонса Хопкинса использовали компьютерное моделирование для изучения возможностей генерации магнитного поля Сатурна. Исследование опубликовано в научном журнале AGU Advances.

Внедрив гелиевый слой в верхней части «гидромагнитного динамо» (так называемый динамо-эффект), ученые смогли воссоздать магнитное поле, напоминающее особенности газового гиганта.

«Изучая принципы формирования Сатурна и его развитие с течением времени, мы можем узнать многое о формировании других планет, подобных газовому гиганту, как в нашей Солнечной системе, так и за ее пределами», – заявила физик-планетолог факультета наук о Земле и планетах и лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса профессор Сабина Стэнли.

Ученые использовали данные космического зонда Cassini, долгие годы работавшего на орбите Сатурна.

«Получилось интереснейшее зондирование недр Сатурна на глубину до 20 тысяч километров. Это как рентгеновское зрение», – пояснила Стэнли.

Зонд измерил магнитосферу газового гиганта и обнаружил, что она почти строго симметрична, плавно меняясь от полюсов к экватору Сатурна. Однако поведение магнитного поля зависит от градиента температуры в недрах планеты.

С увеличением глубины температура увеличивается вместе с давлением, и газовые оболочки планеты становятся жидкими. После прохождения определенного предела водород начинает отделяться от гелия, что приводит к появлению стабильного гелиевого слоя на уровне примерно 70% радиуса Сатурна. Гелий постоянно оседает из верхних слоев и непрерывно выпадает вниз, к центру, становясь своего рода теплоизолятором.

Потоки энергии через нижнюю границу этого слоя меняются в зависимости от широты, приводя к повышению температуры в экваториальных областях и понижению при движении к полюсам.

Таким образом ученые определили симметричность происходящих во «внутреннем динамо» Сатурна процессов и, как следствие, симметрию глобального магнитного поля планеты. Для подтверждения выводов, сделанных при моделировании, необходимо прямое наблюдение за планетой, однако уже сейчас можно делать выводы относительно точной скорости вращения Сатурна.

Фото: unsplash.com