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太阳活动的分析和预报的短缺何在?彗星的磁扰动注意到了没有
热度 1 yangxintie1 2016-4-10 12:34
现有258年的太阳黑子的月均值是比较容易得到的,利用他进行谱分析可以得到显示,太阳黑子有3个强度较大的可靠周期:11 年、10 年和 11.8 年。还有一组强度较弱的7.1 年倍频的谐频系列。其中,11.8年对应木星周期,10 年是木星和土星会合半周期,这两个周期是引潮力频谱中的强度最大的。似乎11年周期可以由11.8和10两个振动周期合成得到。 然而实际情况并非如此,太阳黑子的日均值有130年的记录,通过这些分析显示,太阳黑子的短周期成分非常复杂,且随时间和活动强弱而变。整体数据分析显示出 8个较强周期是:2.30年、2.11 年、1.78 年,1.09 年、1.04 年、1.00 年、0.88 年和 0.648 年。其中有6个周期(2.30 年、2.11 年、1.09 年、1.04 年、1.00 年和 0.648 年)分别与行星周期、会合周期及其半周期接近甚至吻合,其中 1.09 和 0.648 年正好是引潮力两个最强大周期的2倍。 为什么10组谐频系列,只有强度最大的6组中主要周期与行星的周期或会合周期对应呢?说明还有很重要的物理现象没有挖掘出来,本人在1974年前后也做过此类研究,并且在1980年和骊山天文台的陈总工程师讨论过太阳黑子的11年周期之外的变化因素行星潮汐引力以外的来源。 我的着眼点是放在太阳磁场受扰动的机制上面的,太阳磁场本身就是一个漩涡,他受到很小的扰动就能产生比较大的变化,当然潮汐力给出了最大的扰动,那么是谁把剩下来的扰动带到了太阳身边呢?从整理的资料来看彗星功不可没?本人对彗星出现和太阳黑子11年周期之外的变化进行了相关度分析,发现相关度是比较高的。 从机理上来说,彗星掠日,离太阳比较近,他带给太阳最厉害的是磁扰动,有的彗星的磁场被太阳高热破坏,有的彗星受热可以使得温度超过局里点,磁场被破坏,破坏后并没有消失,这些场会夺路而逃,找一个可以安家的地方,太阳等离子体是接纳他们最好的地方。但是太阳磁场本来就是处于一直不稳定的动态平衡,多来一份扰动,其结果就可想而知了。 可喜的是国家地震局杜品仁先生在特大地震的宇宙环境分析中注意到了这一点,发现了哈雷彗星的回归到近日点附近几年,地球地震有明显加剧的现象,他是根据schuster检验法来发现这个关系的,本人也曾经假设另外一些分布做过检验,说明彗星太阳的影响是显著的。 在这里我们可以引申提出问题,哈雷彗星是先影响太阳磁场然后影响到地球,还是直接影响到地球?彗星质量的引力效应,动量以及热效应无论对太阳还是地球来说都是很微小的,就是地球穿过彗尾时受到的扰动量不大,那为什么会产生这么大的动静?彗星是依靠动量本身还是依靠磁场对太阳磁场叠加的扰动被太阳的不稳定放大而产生作用,我想答案是不言而喻的。 除了哈雷彗星以外,还有很多彗星,以四年,7年的周期不断回归太阳,他们有的带有很强磁性,在近日点,受热超过居里点,彗星的磁场有的会崩溃,会对太阳产生强大扰动,这比重力或者动量引起的扰动大得多,人类甚至用肉眼看到太阳上出现重来没有过的极大的黑子,戏称彗星把太阳砸了一个洞,这里要分清的是彗星质量多大,太阳多大,以质量,重量来扰动太阳其效果几何?其实微不足道,但是他的磁场对太阳的磁场的扰动可就不一般了。此文不想就磁场稳定性展开了,谈谈在这方面做大胆猜测的还有谁,这里有很多研究天象的古人,古代研究天象只允许官科研究,民科研究是要杀头的。就是这样还有不少记录在案。现代有了图表可资利用,这方面进行分析判断相对容易了。 一些国内外科学界人士已经 注意到了彗星与地震的关系,地震专家徐道一等人指出,我国古代常把彗星与灾变(包括地震、旱涝等)联系在一起,国外古代有名学者亚里士多德亦认为彗星的出现表示灾难和干旱。长期以来,把彗星与地震发生有关的看法斥为无稽之谈,但近来有些资料表明,彗星与大地震可能是有联系的。 日本学者在1978年系统地整理了1800年以来的彗星记录,并与世界上大地震进行比较,发现会性欲大地震之间存在着一定程度的联系。这种相关情况大体归为两类:一是彗星接近地球的时候,;二是以太阳为中心彗星位于地球的另一侧。 例如1920Ⅲ号彗星从1920年9月下旬开始接近地球,在12月17日距离地球最近,12月16日我国发生了20世纪以来最大地震之一——海原8.5级地震,死伤人数达20余万人。再如,1976e号彗星从6月开始接近地球,在8月12日距地球最近,5月底到8月下旬中国发生了7级以上地震6个,包括7月28日唐山地震。8月16日在菲律宾发生了8.1级地震。 20世纪以来,我国大于或等于7.8级地震有12个震例,与彗星对应较好的有四个。从世界大地震来看,亦有许多8级以上大地震与彗星轨道有关,其中包括1897年印度阿萨姆8.7级地震和1923年日本关东8.2极大地震等。 尽管彗星质量很小,从引力角度它对地球的影响是很微弱的。电磁作用的角度来看,作为磁扰动对太阳这个本来就不稳定的磁场来说就是很有意义的了 在这里我们可以引申提出问题,哈雷彗星是先影响太阳磁场然后影响到地球,还是直接影响到地球呢?大家都知道彗星质量引力效应以及热效应是很微小的,他能够依靠动量或者重力影响太阳吗,我想否定的答案是不言而喻的,不要说太阳,地球也影响不了,彗星是 依靠他的磁场高热时的突然变化,对太阳磁场的不稳定叠加了扰动,这样的效应实际也是一种蝴蝶效应 。 还有一个问题需要分析,彗星的磁扰动,是通过太阳不稳定的磁场放大了效应显著呢还是直接叠加在地球上面显著?这个问题,一方面可以通过统计方法来确定,另一方面,通过数值计算更令人信服。 我们注意到吉林省长岭县科协的印显吉等许多技术人员也注视到了这个问题,但是可惜都没有用到统计的检验方法。为什么拥有这么大研究队伍的基础院所都不能在这方面投入呢?糟糕的是某“砖家”地震不可预报的一句话,把自己解脱了,把责任也解脱了。深层规律的探索转入民间,在这方面孜孜不倦的大多属于民科或者县级科研机构人员,这是很不正常的。 所以此类探索可以从统计和磁扰动的机理两方面着手,可惜在这些方面都是空白,本人70年代涉猎地震预报,也曾经在文革后77年第一批研究生招生时把类似的统计结果向科学院递交。后来由于实际在航空领域工作,于此项研究无缘,因为等了几十年还没看到有人把彗星的磁扰归纳到太阳活动周期的原由,故发表此文,以期望引起太阳活动或者地震预报专家的重视,如果能起个敲山震虎的作用,也就心满意足了。
个人分类: 地震前兆和预报|2955 次阅读|2 个评论
[转载]土星光环遭数百直径1公里雪球击穿变形(图)
crossludo 2012-4-29 15:02
土星光环遭数百直径1公里雪球击穿变形(图) http://tech.sina.com.cn/geo/space/news/2012-04-27/09181181.shtml
个人分类: 预测科学|1294 次阅读|0 个评论
太空中的几何形状
热度 1 jiangxun 2012-4-26 09:43
作者:蒋迅 Source: Wikipedia Source: University of St Andrews 宇宙中的天体千七百怪,我们怎么发挥想像力都不为过。不过,一般不外乎椭圆形、带旋转螺线的圆盘形和不规则形状。但是如果一个天体太有规则了,反而让人不能理解。而这样的过於规则的天体确实存在。今天给网友们看的就是一些这样的天体。 土星北极的六边形云团 Source: NASA 第一个是:2010年3月,美国国家航空航天局(NASA)发布的图片显示,一个奇异的六边 形云团环绕著土星北极,其容积相当於四个地球那么大。这个图案吸引了以美国航空航天局(NASA)卡西尼(Cassini)太空计划科学家们的兴趣。自从 26年前被旅行者号飞船发现后,这个六边形相对於土星的自转率和轴线似乎保持不变。 红矩形星云 Source: MSNBC 第二个是:2005年由哈伯太空望远镜发现的 红矩形星云 ( Red Rectangle Nebula )。 对称性的可能解释是中心的恒星-实际上是靠近的一对恒星-被很厚的尘埃环环绕著,流出的气流使球形延展变成锥形。因为我们是从侧面看见这个环,因此锥状的 边界呈现出X的形状,不同的阶梯被认为对应著不同气流的发生和过程。在麒麟座距离约2,300光年远的红矩形星云在未来的数千年,核心低温的恒星变成高温 的白矮星时,应该会转变成为行星状星云。 长方形星系 Source: Daily Galaxy
个人分类: 航天|5593 次阅读|1 个评论
[转载]再测土星的自转周期
pxdywjqw 2011-11-29 15:36
再测土星的自转周期 行星的自转速率是它的基本特性。对一颗行星自转周期的测定,将有助于我们理解行星的形成、演化、内部动力学以及它的动力气象。如果一颗行星具有固体表面,为了决定其自转速率,只需追踪它的标志性地形的旋转运动。然而,对于气态巨行星(木星、土星、天王星和海王星),要想知道它内部结构的旋转速率,上述办法不再适用。木星、天王星和海王星的磁偶极矩与自转轴之间有一个倾角,于是在行星磁气圈中太阳风的行为受旋转的行星磁场支配;因此,通过测量来自行星的射电发射,可以决定行星磁场的旋转周期,从而决定产生磁场的行星内部结构之周期。不幸,土星的磁偶极矩与自转轴之间没有这样一个倾角,以至于射电波的周期是起伏的,不能代表其内部结构的旋转。 关于土星,尽管它的内部具有流体的性质,作为一个整体其各个部分仍应保持接近一致的旋转周期,这其中的原因在于:内部结构整体导电,电磁力对整体起作用。接下来的问题是:土星大气中的云,其旋转速率比内部结构快(表现为西风)还是比内部结构慢(表现为东风) ? 最近,来自牛津大学物理系的 Read 等,使用土星的动力气象数据,对土星自转的周期做出了新的估计。 Read 等的动力气象方法的关键在于,考察土星急流( jet streams )的动力学稳定性。在分析风和温度观察数据的基础上,研究者证明,急流的分布图是处于中性稳定(非常接近稳定与不稳定之边界)。按照相关理论,大气东 - 西风的速度与位势涡度( potential vorticity )的纬向梯度之间有确定关系(注:所谓位势涡度,即个别空气柱旋转的速率被空气柱的垂直厚度除)。因为位势涡度独立于参考系,已知位势涡度就可以确定关于东 - 西风的参考系,进而估算土星内部结构的自转周期。长期以来,人们一直认为,土星的大气风仅仅包括西风急流,只不过在强度上随纬度的增加而递减。 Read 的新结果表明:土星上大气风的风向是交替变化的——在赤道附近是西风,纬度高一些变成东风,纬度再高一些又变成西风,直到极点可能有许多次反复。直接跟踪土星的大气风,观察表明,赤道上的急流空气,转一圈需 10 小时 12 分钟;而在较高纬度转一圈可能耗时 10 小时 42 分钟。关于土星内部结构 ( 包括可能的岩质核 ) 的自转周期, Read 等给出的最新估算值是 10 小时 34 分 13 秒。 (戴闻 编译自 Nature 460 (2009): 582 和 608 )
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[转载]土卫一的热红外影象
chenzhao 2010-3-30 09:20
http://saturn.jpl.nasa.gov/news/newsreleases/newsrelease20100329/
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从布朗克斯到土星光环的奥德赛
songshuhui 2010-2-11 14:02
Shea 发表于 2010-02-08 12:07 Dennis Overbye 文  Shea 编译 土星迎来了它的春天。 每隔15年,土星的光环就会侧向对着太阳。这就使得太阳系中最迷人的土星光环中任何的物质扭结或者聚集都会投下长长的影子。 卡罗琳波科。 做为已经围绕土星运转5年的卡西尼土星探测器上控制成像中心实验室的主管卡罗琳波科(Carolyn Porco)对这一景象欣喜不已。我感到很幸运能看到这些摄人心魄的景象,波科博士说,400年来这是我们第一次有机会能研究土星光环的三维结构。 2009年9月21日,波科博士和他的小组公布了最新拍摄的土星光环照片,其中可以看到长长的阴影、物质团块和波动。 我们知道这些照片都会是非常漂亮的,不过最后的结果比我们预想得还要棒,波科博士针对他们所获得的结果如是说,我感觉正在参与一次伟大的冒险。 虽然这些工作可以由机器人来执行,但我们也都是探险队员,波科博士说。 这太让人兴奋了,她补充说,我希望每个人都知道这有多让人兴奋。 波科博士,56岁,美国空间科学研究所的资深科学家,领导着价值34亿美元的卡西尼探测器上的照相机小组,美国科罗拉多大学的兼职教授,《有线》杂志评选出的美国总统该聆听的15个人之一。但她同时也是一个在60年代度过她少年时代的人,肯尼迪总统的话天空并不是极限对她影响颇深,而她自己则说:事物还有待去发现。 她在卡西尼成像小组的网站上模仿《星际迷航》中詹姆斯柯克(James Kirk)船长写道:船长日记,2009年3月23日。我们已经非常靠近了。土星和我们以及它的卫星已经在外太阳系一起度过了5年。 斯坦利库布里克(Stanley Kubrick)的电影《2001:太空奥德赛》仍然是她最喜爱的电影,甲壳虫乐队也是她的最爱。2001年当她访问英格兰的时候,她和她的同事还再现了甲壳虫乐队专辑封面的照片。波科博士领头穿着一身白色,就像甲壳虫乐队的主唱约翰列侬(John Lennon)。 波科博士生于、长于纽约布朗克斯的一个家庭,有四个兄弟。部分得益于此使得她在日后取得了天文学上的成功,她说:我习惯于和男性争论。 :卡罗琳波科。 她的父亲是一个开面包车的意大利移民,她的母亲则在家里操持家务。波科博士曾在斯佩尔曼主教高中上学,美国最高法院法官索尼亚索托马约尔(Sonia Sotomayor)也曾就读于那里。 她是一个好学并且追求卓越的孩子。后来,当她在纽约州立大学石溪分校学习的时候,她还花了两年时间来念诵佛经。不过在一封电子邮件中她写道:现在,这都是过去的事情了。 从那以后,波科博士就开始追求她13岁时用邻居的望远镜所看到的土星。做为加州理工学院的研究生,她一开始有些踌躇,但后来找到了一个帮助分析两个旅行者号探测器数据的工作,从1978年到1989年这两个探测器造访了从木星到海王星的一系列行星。 她的导师彼得戈德瑞克(Peter Goldreich)说,从那时起她展现出了抓住事物重点的能力。她发现土星环系统中的神秘暗条纹和土星的磁场有关。她的博士论文是关于土星环以及小卫星的引力对其作用的。 波科博士同时还是一个由科学家和科学作家组成的乐队的主力。 到1989年旅行者号飞跃海王星的时候,波科博士已经是美国亚利桑那大学的助理研究员,并且带领了一个小组在研究海王星的光环。 在清一色由男性组成并且充斥着竞争的空间科学中,女性很难获得高位。波科博士曾经把科学家描述成学校里的恶棍。她回忆说在他的小组开会前,她都会为自己打气成为一个强势的男性。 卡罗琳波科。 戈德瑞克回忆,即使做为研究生波科博士也花了很多努力来变得强势,最终她成功了。 波科博士和卡尔萨根(Carl Sagan)是朋友,后者是美国康乃尔大学的天文学家、作家、旅行者号团队的发起人。当波科的同事嘲笑她还没有结婚的时候,萨根曾站出来为她说话。 波科后来做为顾问受雇于由萨根的小说改编的电影《接触》,其中讲述了天文学家埃利阿罗维(Ellie Arroway)发现来自外星信号的故事。 波科博士说,旅行者号在她的人生中占据了重要的位置。它具有荷马史诗中的所有元素,她说,它是一部12年长的《奥德赛》,充满了重大的发现。随后它又归于平淡。对于我们中的许多人来说这是一段重要的经历,至少对我如此。 再一次让波科博士踏上征程的是于1997年发射、2004年抵达土星的卡西尼探测器。做为成像小组,我们就相当于站在了整个飞船的舰桥之上,她说,我们有能向外望去的窗户,这是我们的职责。 1990年波科博士被任命为卡西尼照相机小组的主管,成为了卡西尼12个小组主管之一。她说,这份工作吞噬了她的生活,要求她必须变得强势。我们的实验取得了巨大的成功,她说,但如果我听命于其他人,结果就不会如此。 但波科说这一切都值得。对于能参与旅行者号和卡西尼探测器,她说,我感到非常满足。 对于卡西尼探测器来说,最激动人心的一刻是2004年惠更斯探测器降落到土星最大的卫星土卫六,它的大气比地球的还要浓密。2009年8月,天文学家宣布在土卫六上探测到了甲烷风暴。 卡罗琳波科。 他们还发现了来自土卫二南极的羽状喷出物,这预示着有地下水的存在。如果我们在那里找到生命,波科博士说,那一切都会改变。 在2007年的一次讲话中,波科博士说着陆土卫六是一件普天同庆的事情。这番讲话也使得她被邀请成为了《星际迷航》的顾问,为一幕和土卫六有关的场景出谋划策。 卡西尼计划仍在进行,波科博士现在则成为了将于2015年抵达冥王星的新视野号小组的成员。但她说,她想花更多的时间在科普上,希望能写一本有关卡西尼的书。 对我来说,波科博士说,绝大多数人错过了许多最好的东西,错过了这个世界的多样性,以及由此带给你的不寻常经历。在我们周围还有一个遵循远古法则从电荷的移动到行星的运动的隐秘世界,大多数人完全忽略了它。对我而言,这是一大憾事。 (本文已刊载于《世界科学》2009年第11期) 扩展阅读 卡西尼之春分行动 2009年8月春天降临到了土星的北半球,卡西尼探测器专门为此开展了春分行动 视频: 卡罗琳波科演讲 《Carolyn Porco flies us to Saturn》 视频: 卡罗琳波科演讲 《Could a Saturn moon harbor life?》
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“卡西尼”之“春分”行动
songshuhui 2010-2-11 13:53
Shea 发表于 2010-02-01 18:29 2009年8月春天降临到了土星的北半球,卡西尼探测器专门为此开展了春分行动 每过14-15年,阳光就会直射到土星的赤道之上,它的北半球或者南半球就会进入春季。当2009年8月土星的北半球再一次迎来春分的时候,在它的身边多了卡西尼探测器的相伴。这也许注定了它将有一个别样的春天。 卡西尼探测器和土星。版权:NASA。 土星,这颗密度比水还小的行星,有着太阳系中独一无二的光环和卫星系统。虽然从外表看去,它没有木星表面汹涌的湍流且透出一种静谧与优雅,但这一切完全无法掩盖它的生机勃勃。科学家们已经发现了土卫六上的甲烷湖、土卫二上的冰喷发以及土星光环和大气中前所未见的惊人细节。这都得益于卡西尼这个近距离的观察者,而它对土星系统的调查还在不断深入。 4+26 卡西尼-惠更斯是一个由美国宇航局(NASA)、欧洲空间局(ESA)和意大利空间局(ASI)联合打造的旨在研究土星及其天然卫星的无人探测计划。它的硬件由两部分组成:NASA设计、制造的卡西尼探测器以及ESA制造的惠更斯探测器。前者以意大利-法国天文学家卡西尼命名,后者则得名于荷兰天文学家、数学家和物理学家惠更斯。卡西尼是有史以来最大的行星际探测器,长6.7米、宽4米,光建造就耗时超过十年。 1997年10月15日卡西尼-惠更斯发射升空,开始了奔赴土星的旅行。尽管用来发射的火箭已经是NASA当时最强大的,但它仍不足以把重达6吨的卡西尼-惠更斯直接送往土星。为此它先后经过金星、地球和木星的引力助推来助自己一臂之力。这场历时7年、总长35亿千米的马拉松在2004年6月30日终于抵达了终点。 在当年的圣诞节惠更斯与环绕土星的卡西尼分离,并于2005年1月14日成功降落到土星最大的卫星土卫六表面。土卫六同时也是仅次于木卫三的太阳系第二大卫星,有着浓密的富氮、甲烷大气,与40亿年前地球的原始大气极为相似。阳光中的紫外线会离解甲烷分子,由此可以形成更为复杂的成分,例如乙烷、丙烷、乙炔和苯。这使得在惠更斯着陆之前没有人确切知道土卫六的表面到底是个什么样子。 :卡西尼之春分任务。版权:NASA。 虽然惠更斯的土卫六之行非常高调,但这其中其实还有一个小插曲。在升空之后的检测中科学家发现惠更斯和卡西尼之间存在通讯问题,而前者要依赖后者来向地球发送探测数据。为此NASA的深空探测网专门重新调配了天线来捕捉惠更斯着陆土卫六时发回的信号。 另一方面,从2004年6月30日进入土星轨道到2008年6月30日为期4年的主任务阶段结束,卡西尼共环绕土星飞行了76圈,飞掠土卫六45次。此外它还飞掠了土星的其他七颗卫星:土卫二、土卫三、土卫四、土卫五、土卫七、土卫八和土卫九。除了土卫六之外,土卫二也给我们带来了出人意料的惊喜。与此同时它还对土星大气的动力学特征进行了探测,发现了许多诸如土星南极涡旋这样有意思的现象。 什么是飞掠? 飞掠是卡西尼在土星系统中进行探测的重要组成部分。当它以椭圆形轨道绕土星飞行的时候,就有可能从土星的卫星旁近距离飞过,即飞掠。 飞掠分为两种目标飞掠和非目标飞掠。前者飞行路线是设计好的,卡西尼会以事先确定的距离飞过特定的卫星,且最近距离可以小到只有25千米。由于可以拍摄局部的特写照片,卡西尼的绝大多数重要成果都来自目标飞掠,例如对土卫二南极羽状喷发的观测。 非目标飞掠时距离则要远得多,从几千到1百万千米不等。通常都是某个天体恰巧出现在卡西尼的轨道附近,进而变得容易观测。非目标飞掠往往也会带给我们意想不到的结果,例如对土卫十三的观测。 在飞掠的过程中,卡西尼会以高速接近目标。期间它会使用反作用轮或者推进器来调整自身的姿态,以此来保证探测仪器能精确地对准目标。在卡西尼穿过土卫六上层大气以及土卫二冰质喷出物的时候,推进器也会被用来保持探测器的姿态。 飞掠除了能为探测土星卫星提供绝佳机会之外,卡西尼的导航小组还会利用和土卫六的飞掠过程来调整卡西尼的轨道或者为未来的飞掠做准备。 考虑到卡西尼上的仪器设备工作状态一直非常良好以及在过去的4年中所取得的巨大成就,2008年4月15日NASA决定将其探测任务延长2年。由于2009年8月土星会经过它轨道的春分点,因此这一计划被称为卡西尼春分任务。 :卡西尼于2009年8月12日所拍摄的土星照片,此时恰逢土星春分之后一天半。版权:NASA/JPL/SSI。 这一春分行动从2008年7月1日开始,期间卡西尼将绕土星运行60多圈,飞掠土卫六21次、土卫二7次、土卫一6次以及土卫四、土卫五和土卫十二各1次。由这一安排可见,对土星卫星(尤其是土卫六和土卫二)的详尽探测是春分任务的重点。此外卡西尼还会监测土卫六和土星的季节变化,探测土星的磁层等。而在这其中最眩目的则还是在春分时土星光环和阳光之间的游戏。 光与影的交织 土星光环和土星的赤道面基本重合,厚度为10-20米,主要成分为水冰。春分时阳光会直射土星的赤道面,因此也会从侧向照亮土星的光环。这一低角度的光照条件对于发现土星环面中的新结构非常有利,因为这些高出环面的结构此时会投下长长的影子。 在卡西尼于2009年5月24日所拍摄的照片中发现了土星环自身垂直结构所投下的阴影,这完美地诠释了土星光环缝隙中的卫星可以对环缝边缘产生重要且复杂的影响。直径8千米的土卫三十五位于土星A环外侧42千米宽的基勒环缝之中。它的引力会对环缝边缘的物质产生作用,使得它们轨道的偏心率变大,由此就会在环缝的边缘处聚集。先前的卡西尼观测显示这一作用会随着时间以及到卫星的距离变化而改变。但最新的观测还显示,土卫三十五自身和光环平面并不重合的轨道也会对土星环的垂直结构产生影响。根据影子的长度估算,这些垂直结构的高度为1.6千米,是土星主要光环(A环、B环和C环)厚度的大约150倍。 :卡西尼于2009年5月24日拍摄的土卫三十五对环缝边缘物质的作用。版权:NASA/JPL/SSI。 同样的原理也适用于寻找隐藏在光环中的土星卫星。2009年7月26日也就在土星春分前不久,卡西尼在土星B环中发现了一颗土星的小卫星。这颗小卫星处于B环的外围,距离其外边界480千米。当时它在土星光环上投下的影子长达41千米,正是这一点出卖了它。根据影子的长度计算出这个小卫星位于光环平面上方200米。如果和周围的光环物质一样在相同的平面内绕土星运动的话,那么由此估算出它的直径大约为400米。这颗小卫星与早先在土星A环中发现的不同,它并没有在自己两侧的光环中开凿出螺旋桨形的窄缝。这也许是由于B环中的物质密度较高所造成的,它们会以较A环中更快的速度来填补缝隙。 :春分时卡西尼在土星B环中发现了一颗土星的小卫星。版权:NASA/JPL/SSI。 除了这些光影变幻之外,在春分任务中卡西尼还会继续对土星卫星和光环之间的相互作用进行研究。在土星的窄环F环的两侧,土卫十七和土卫十六犹如两只牧羊犬时刻看护着F环中的物质。土卫十七位于外侧,直径81千米。土豆形的土卫十六则位于内侧,直径86千米。它的引力会在F环中周期性地产生辐条状的纹路。 除了用自身的引力来维护光环之外,有的土星卫星还会通过喷出物质来为光环提供物质,例如土卫二喷出的物质直接导致了土星光环E环的形成。 :土卫十七和土卫十六对F环的作用。版权:NASA/JPL/SSI。 引力助推 从发射至今,引力助推一直是卡西尼飞行控制的关键环节。这一借力技术的使用一直可以追溯到20世纪70年代早期的太阳系探测。 引力助推的核心牵涉到三个天体:探测器、助推天体和中心天体。在发射后不久,这三者分别为:卡西尼、金星和太阳。进入土星轨道之后则变成了卡西尼、土卫六和土星。虽然卡西尼从其他天体处获得了能量,但系统的能量守恒并没有被打破。 如果仅考虑卡西尼和土卫六,在接近土卫六的过程中,动能和势能之间会不断地转化,但总和不变,卡西尼前后的速度也相等。但如果把土星也考虑进来,土卫六在和卡西尼之间相互作用的时候,它们分别还会和土星相互作用。相对于土星而言,卡西尼会获得能量,土卫六则会损失能量。或者反过来,这取决于飞掠的轨道。但三者的总能量依然保持不变。当这些能量分摊到卡西尼和土卫六身上的时候就表现为它们速度的改变(两者的质量恒定)。 对于卡西尼而言,一次近距离飞掠土卫六可以使得它相对于土星的速度改变800米/秒。这足以从本质上改变它的轨道。但对于土卫六而言,由于它和卡西尼相比所具有的绝对压倒性质量优势,因此它的轨道速度变化大约为7厘米/百万年,完全可以忽略。 生机盎然的土卫二 和一直备受关注的土卫六相比,土卫二是直到最近才开始吸引住人们的眼球的。 就在卡西尼进入环土星轨道之后半年,出现了太阳、土卫二的边缘和卡西尼探测器差不多正好在一条直线上的情形,这一构型称为高太阳张角。它非常有利于探测位于太阳和观测者之间的微小尘埃颗粒。观测显示土卫二的南极边缘存在向外的物质喷发。这对于直径刚超过500千米的土卫二而言是无法令人想象的,因为它自身似乎太小了,无法产生喷发所需的大量能量。 :卡西尼于2009年10月13日所拍摄到的从土卫二南极喷出的冰粒子云。版权:NASA/JPL/SSI。 为了搞清楚真相,科学家们特地把2005年7月卡西尼飞掠土卫二南极的高度从1,000千米降到了168千米。让人吃惊的是,土卫二的南极基本上是一个圆形的区域,完全没有环形山,但是明显地分布着一些平行的深裂纹,被称为虎皮纹。这些裂纹几乎以等间距排布,绵延130千米,终止于边上的弧形地带。在虎皮纹中温度最高的区域存在十几个射向太空的喷流,它们所喷出的微小冰粒在土卫二南极上空形成了一个虽然暗弱但是巨大的火焰形粒子云。 随后卡西尼穿越了这片粒子云来探察其中的成分。在2008年3月的一次飞掠中,卡西尼仔细地测量了其中的水蒸汽、氮、二氧化碳和甲烷,还发现了少量的其他含碳有机物,例如乙炔、氰化氢,以及痕量的乙烷、丙烷、苯、和甲醛等。 :卡西尼于2009年8月拍摄的位于土卫二南极的开罗沟,它是虎皮纹诸多裂缝中的一条。版权:NASA/JPL/SSI/USRA/LPI。 这些结果一下子让土卫二声名鹊起,因为对这一切最好的解释就是在它的表面之下存在一个由潮汐加热维持的海洋。这不能不让人联想到它的生命潜能。围绕这一议题卡西尼将在其春分任务中进行多方调查。 15年来阳光终于又再一次照射到了土星光环的北侧,而我们对土星及其卫星系统的新认识也正在和土星北半球的春天一起到来。 (本文已刊载于《中国国家天文》杂志2009年第12期)
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"卡西尼"号探测器已于11月2日飞越土卫二
chenzhao 2009-11-3 10:09
今天,喷气推进实验室JPL的网站正在快速发布卡西尼探测器昨天和前天拍摄的土卫二的图片.土卫二(Enceladus)已被探测到有冰火山的存在,被认为在冰层下,有大量的液态水,因而有一定可能存在微生物.更多信息请访问: http://saturn.jpl.nasa.gov 由于没有时间写更多的文字材料,请大家参阅图片为主,所有图片均为未校准过的RAW IMAGE.土卫二表面比较年轻,有大量的沟壑,希望有兴趣的地质研究者尝试进行影像解译.国内学者在尝试利用行星际无人探测器研究太阳系天体地质方面已经有先例,如韩同林等人《火星地貌与地质》一书就是很好的作品。 图1,图片说明: W00060951.jpg was taken on November 02, 2009 and received on Earth November 02, 2009. The camera was pointing toward ENCELADUS at approximately 9,988 kilometers away, and the image was taken using the CL1 and CL2 filters. This image has not been validated or calibrated. A validated/calibrated image will be archived with the NASA Planetary Data System in 2010. 图2:图片说明: N00145324.jpg was taken on November 02, 2009 and received on Earth November 02, 2009. The camera was pointing toward ENCELADUS at approximately 14,188 kilometers away, and the image was taken using the CL1 and IR3 filters. This image has not been validated or calibrated. A validated/calibrated image will be archived with the NASA Planetary Data System in 2010. 图3 图片说明: N00145323.jpg was taken on November 02, 2009 and received on Earth November 02, 2009. The camera was pointing toward ENCELADUS at approximately 13,721 kilometers away, and the image was taken using the CL1 and GRN filters. This image has not been validated or calibrated. A validated/calibrated image will be archived with the NASA Planetary Data System in 2010. 图4:图片说明: N00145322.jpg was taken on November 02, 2009 and received on Earth November 02, 2009. The camera was pointing toward ENCELADUS at approximately 9,988 kilometers away, and the image was taken using the CL1 and CL2 filters. This image has not been validated or calibrated. A validated/calibrated image will be archived with the NASA Planetary Data System in 2010. 图5:图片说明: N00145329.jpg was taken on November 01, 2009 and received on Earth November 02, 2009. The camera was pointing toward ENCELADUS at approximately 330,844 kilometers away, and the image was taken using the CL1 and CL2 filters. This image has not been validated or calibrated. A validated/calibrated image will be archived with the NASA Planetary Data System in 2010. 著作权声明: 在本篇博文中,除了特别注明的以外,所有图片的署名标注均为:Courtesy NASA/JPL-Caltech, 在JPL/NASA图片许可条件( http://www.jpl.nasa.gov/imagepolicy/ )下使用.
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土星一家(纪念国际天文年伽利略之夜)
chenzhao 2009-10-23 21:58
“土星的夜空十分美丽,有八个月亮环绕其运行。 在神话传说中,这些卫星各有自己的名称,分别叫米达、安塞拉德、特梯、迪奥纳、雷阿、梯棠、伊帕里翁和雅帕。 米达环绕土星一周是二十二小时半,而雅帕却是七十九天。 雅帕距离土星是三百六十四万公里,米达距离土星却只有十三万六千公里。 比月亮和地球的距离还要小三倍。 虽然太阳传到这要的光线十分微弱,但因为有这八颗卫星的存在,土星的夜空一定是非常魅人的。” ————摘自儒略·凡尔纳:《太阳系历险记》第11章, . 土卫一 Mimas 土卫二 Enceladus 土卫三 Tethys 土卫四 Dione 土卫五 Rhea 土卫六 Titan 土卫七 Hyperion 土卫八 Iaptues 注释: 截止2009年10月20日,已经得到国际天文学会确认的土星卫星有61颗。在19世纪发现的土星8颗卫星是其中最大的8颗。 图像制作:Celestia 1.6 软件 , 在GNU/GPL 协议下使用。
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土卫的类Bode 拟合结果
chenzhao 2009-10-12 14:25
    p= 1.85 k 0.45 卫星名 n 半径 距离(十万千米)(实测) 距离(十万千米)(预测) 相对误差 土卫一 -1.00E+22 196 1.85 1.85E+00 无意义 土卫二 0 260 2.38 2.3 无意义 土卫三 1 530 2.94 2.75 -6.5% 土卫四 2 560 3.77 3.65 -3.2% 土卫五 3 765 5.27 5.45 3.4% 土卫六 4 2575 12.2 9.05 -25.8% 土卫七 5 143 14.8 16.25 9.8% 土卫八 6 170 35.6 30.65 -13.9% ? 7 ? ? 59.45 ? 土卫九 8 110 128.7 117.05 -9.1% 拟合公式: a(n) = p + k*2^n 乱猜:在行星盘星子吸积阶段,现在消失的土卫?与土卫六相撞,提高了土卫六的轨道?
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2008圣诞节:土星光环的“消失”
eloa 2009-1-5 15:38
Shea 发表于 2008-12-24 8:06 Shea 编译 圣诞节从望远镜中看土星,你会看到什么?如果你以前用望远镜看过土星的话,一定会眨着眼睛诧异地看着我,心想:土星怎么会变成这个样子?它的光环怎么消失了?! 其实并非如此,此时土星的光环正好侧向对着我们。 一年来,土星的光环逐渐地在朝向地球倾斜,到圣诞节的时候几乎正好是侧向对着地球,和我们视线的夹角只有0.8。从这个角度来看,原先宽大、明亮的土星环变成了一条将土星一分为二的暗线另一种罕见的美。 天文学家将这一现象称为环面穿越。在土星绕太阳公转的过程中,每14-15年土星光环的侧面就会对准地球。加上土星环非常的薄,因此从小望远镜中看起来它似乎就好像消失了。在穿越真正发生的时候,土星就会改头换面。从光环之王(The Lord of the Rings)变成一块光滑的鹅卵石。 :波多黎各天文爱好者Efrain Morales Rivera拍摄的不同时间的土星以及光环。注意其中光环角度的变化。 在差不多400年前的1610年,伽里略刚发现土星光环之后不久,土星环就像现在一样消失了。当时伽里略并不了解其中的原委,因此异常困惑。然后,他的物理直觉发挥了作用,他预言:土星光环会回来的。尽管不知其所以然,但伽里略是对的。 :哈勃空间望远镜拍摄在1995年拍摄的环面穿越。 不过2008年圣诞节的故事还没有结束。直到2009年的9月4日土星光环和我们的视线才会真正的完全重合。但是你不用费心在日历上画个圈,因为那个时候土星太靠近太阳了,根本看不到它。 如果你想看看没有光环的土星,那么2008年的圣诞节是个绝好机会,此时土星环和我们视线的夹角只有0.8。随后在2009年1月,由于地球和土星的轨道运动,土星环的夹角又会增大。到2009年夏季,土星会非常靠近太阳,届时用望远镜观看土星是十分危险的。 如果你错过了这次容易观测的机会,那么下一次就要等到2038年了。在圣诞节的日出之前起床,把望远镜指向位于狮子座中的土星,享受这份难得一见的圣诞礼物吧! :2008年12月日出前土星位于南方的狮子座内。星座名称,Leo:狮子座、Cancer:巨蟹座、Virgo:室女座。星名,Spica:角宿一、Regulus:轩辕十四。 Science@NASA祝大家节日快乐!
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