Пятница, 19.01.2018
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Новости миссии «Новые Горизонты»
09.01.2018 22:16 Давность: 9 days
Категория: Системы планет гигантов, Сатурн
Количество просмотров: 565

Об отношении массы пыли к массе газа в гейзерах Энцелада



Отношение массы пыли к массе газа в струях, бьющих из разных трещин в южной околополярной области Энцелада, может различаться на порядок. В среднем это отношение близко к единице на высоте 25 км и уменьшается в 10 раз к высоте 100 км.


Владислава Ананьева

Открытие гейзеров, бьющих из трещин в южной околополярной области Энцелада, стало одним из наиболее драматических открытий миссии «Кассини». Струи гейзеров включают в себя газ и пыль; газ представлен в основном водяным паром, пыль – ледяными частицами. Согласно данным, полученным ультрафиолетовым спектрометром UVIS во время просвечивания струй солнечными лучами, расход водяного пара составляет, по разным оценкам, 180-250 кг/сек. Измерения, проведенные спектрометром ионов и нейтральных атомов INMS во время пролетов КА «Кассини» непосредственно сквозь струи, показывают большую вариабельность – 200-1000 кг водяного пара в секунду. По всей видимости, расход гейзеров заметно меняется со временем (как минимум вдвое), однако временные и пространственные масштабы этой переменности остаются неизвестными.

Отношение массы пыли к массе газа в струях является важным индикатором процессов, приводящих к появлению гейзеров. Сначала расход пыли оценивался в ~50 кг/сек, однако недавно появились работы, где приводятся доказательства в пользу в несколько раз меньших величин. Анализ осложняется тем, что замеры расхода газа и пыли проводились в разное время и при разной геометрии наблюдений.

8 января 2018 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная анализу отношения пыль/газ во время одновременных наблюдений гейзеров Энцелада спектрографами UVIS и VIMS 18 мая 2010 года. Сбор научных данных проводился во время солнечного затмения, когда, с точки зрения «Кассини», солнце скрылось за диском Энцелада, и солнечные лучи подсвечивали струи гейзеров. Наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне позволили оценить расход водяного пара, наблюдения в инфракрасном диапазоне – расход ледяной пыли. Важно, что оба эксперимента проводились в одно и то же время.

Если в УФ диапазоне оптическая толщина струй достигала 0.3, то в диапазоне 0.88-1.79 мкм она была примерно в сто раз меньше. Интересно другое – над разными трещинами отношение оптических толщин не оставалось одним и тем же, а менялось в широких пределах! Как показали авторы статьи, отношение массы пыли к массе газа в струях, вырывающихся из трещин Багдад и Дамаск, почти на порядок больше аналогичного отношения в струях из трещин Каир и Александрия.

На верхнем графике: профили оптической толщины струй в УФ диапазоне (левая шкала, профиль показан синим цветом) и в ИК диапазоне (правая шкала, профиль показан красным цветом) во время пролета «Кассини» за Энцеладом 18 мая 2010 года. На нижнем графике, левая шкала: отношение оптической толщины в ИК диапазоне к оптической толщине в УФ диапазоне.

Оптическая толщина струй в ИК диапазоне отражает концентрацию в них сравнительно крупной пыли микронных размеров. Оценки полной массы пыли зависят от показателя степенного распределения пылинок по размерам (которое пока неизвестно). Однако уже ясно, что отношение массы пыли к массе газа в различных струях может резко отличаться.

В среднем отношение массы пыли к массе газа на высоте 25 км над поверхностью Энцелада близко к единице. С высотой это отношение падает, поскольку характерная шкала высот для пыли и газа составляют 30 и 80 км, соответственно (т.е. концентрация пыли падает с высотой быстрее, чем концентрация водяного пара). Авторы отмечают, что, поскольку скорость пылинок меньше скорости молекул водяного пара, у поверхности плотность пыли оказывается достаточно большой, чтобы существенно влиять на газовую динамику активных жерл Энцелада.

Источник: https://arxiv.org/pdf/1801.01567.pdf


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Эпициклы

(от греч. kyklos – круг, цикл) Круги, по которым якобы движутся планеты. Центры эпициклов, согласно этим представлениям, в свою очередь должны вращаться по... [далее]

Rambler's Top100