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卡西尼报告,几乎没有遭受尘埃颗粒袭击

导读:

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明天凌晨,卡西尼号探测器将第二次从土星和光环之间的缝隙中穿过。图片来源:NASA

就在NASA的卡西尼号探测器准备第二次从土星和光环之间的缝隙中穿越之时,研究团队得出了一个让工程师欢呼却让科学家挠头的结论——卡西尼号穿越的那片区域似乎没有什么尘埃颗粒存在。这一评估是根据4月26日卡西尼号首次穿越土星和光环之间时采集的数据而作出的。

有了这一信息在手,卡西尼团队现在可以放心采用最理想的计划来进行科学观测了。

“土星和光环之间的区域似乎真是‘一大片空白’。”NASA喷气推进实验室的卡西尼号项目经理厄尔·梅泽(Earl Maize)说。“卡西尼号将继续勇往直前,科学家则会研究这一难题——为什么尘埃水平会远远低于预期。”

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科学家原本预期,卡西尼穿过土星和光环之间的缝隙时,会遇到不少尘埃颗粒的袭击。图片来源:EasyNight

如果光环和土星之间的缝隙里尘埃较多,可能就意味着卡西尼号碟形的主天线在未来穿越光环平面时必须要当成防护盾牌来使用,这样的姿态要求就将限制卡西尼号上的设备在穿越土星和光环之间时所能进行的观测。幸好,上述“B计划”似乎不再是必要的了。(卡西尼号还将在土星和光环之间穿越21次。其中4次,它将贴着土星最内侧光环的边缘穿过,这种情况下仍然要把天线当成护盾来用。)

此前,根据卡西尼号拍回的图片,科学家对土星和光环之间宽约2000公里的缝隙区域中的颗粒环境建立过模型,暗示这一区域应该不存在可能会对探测器构成威胁的较大物质颗粒。

然而,由于此前从来没有航天器从这一区域中穿越,工程师在4月26日首次穿越的过程中特意调整卡西尼号的姿态,将直径4米的天线朝向了光环颗粒来袭的方向,作为防护措施来保护探测器上精密的科学设备。

射电与等离子波科学设备(RPWS)是卡西尼号上能够感知当护盾用的天线被尘埃颗粒撞击了多少次的两台科学设备之一(另外一台是卡西尼号上的磁强计)。卡西尼号此前从土星主光环的外侧穿过光环平面时,RPWS曾检测到每秒钟有成百上千个尘埃颗粒撞了上来,而4月26日卡西尼号从光环内侧穿过时,RPWS只检测到极少数尘埃颗粒的碰撞。

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上图是2016年12月18日,卡西尼号从土星光环外侧边缘穿越时,RPWS记录的数据,可以看到当时卡西尼号经受了成百上千次尘埃颗粒的撞击。下图则是2017年4月26日,卡西尼号从土星光环内侧与土星本体的缝隙中穿过,RPWS几乎没有记录到尘埃颗粒撞击事件。图片来源:NASA/JPL-Caltech/University of Iowa

RPWS是设计用来探测卡西尼号周边带电粒子环境的,如果把它采集的数据转换成音频格式,正常的数据听起来就像是嘶嘶的电流声,而尘埃颗粒撞到天线上时则出现“噗”的一声响,盖过正常的电波声。RPWS团队原本预期,4月26日卡西尼号穿过光环平面时,会听到一大堆噗噗作响的杂音,结果设备录到的电流声却清晰得出奇。

“事情有点奇怪——我们没有听到预期会听到声音。”美国艾奥瓦大学负责领导RPWS团队的威廉·库尔特(William Kurth)说,“第一次穿越的数据我已经听了好几遍,能够听到的尘埃颗粒撞击声大概屈指可数。”

研究团队的分析表明,卡西尼号从土星和光环的缝隙间穿越时只遇到了区区几粒尘埃——没有一粒超过烟中的颗粒(直径大约1微米)。

土星和光环之间竟然是“一片空白”,这件事让工程师很开心,却让科学家有点摸不着头脑。图片来源:EasyNight

卡西尼号将在北京时间5月3日凌晨3:38第二次从土星和光环的缝隙间穿过,这次的穿越区域跟上一次十分接近。与上一次穿越一样,卡西尼号将忙于观测,与地球暂时失去联系,直到1天之后才会恢复。

不同的是,这一次,卡西尼号可以放手去做想做的事情,而不用把天线顶在前面了。(编辑:Steed)


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