Благодаря Кассини миссии, о которой мы узнали много Система спутников Сатурна (также известная как Кронианская система) за последнее десятилетие. Благодаря наличию в системе орбитального аппарата астрономы и энтузиасты исследования космоса получили, казалось бы, бесконечный поток изображений и данных, который, в свою очередь, позволил нам узнать много интересного о внешнем виде, особенностях поверхности и составе этих спутников. , и история становления.
Это, безусловно, верно в отношении яркого спутника Сатурна Дионы. Помимо того, что он является 15-м по величине спутником в Солнечной системе и более массивным, чем все известные спутники, меньшие, чем он сам вместе взятые, он имеет много общего с другими спутниками Крониана, такими как Тетис , Япет а также Рея . Это включает в себя то, что он в основном состоит из льда, имеет синхронное вращение с Сатурном и необычную окраску между его ведущим и задним полушариями.
Открытие и наименование:
Впервые Диону заметил итальянский астроном Джованни Доменико Кассини в 1684 году с помощью большого воздушного телескопа, который он установил на территории Парижской обсерватории. Наряду с лунами Япета, Реи и Тетиса, которые он открыл в 1671, 1672 и 1684 годах, он назвал эти луныСидера Лодойча(«Звезды Людовика» в честь его покровителя, короля Франции Людовика XIV).
Однако эти имена не прижились за пределами Франции. К концу 17 века астрономы вместо этого стали называть известные тогда спутники Сатурна какТитана такжеСатурн IчерезV, в порядке их наблюдаемого расстояния от планеты. Будучи второй по удаленности (после Тетис) Дионой стала известна какСатурн IIуже более века.
Гравюра Парижской обсерватории времен Кассини. Кредит: общественное достояние
Современные названия были предложены в 1847 году Джоном Гершелем (сыном известного астронома). Уильям Гершель ), который предложил назвать все луны Сатурна в честь Титанов - сыновей и дочерей Кроноса в греческой мифологии (аналог римского Сатурна).
В своей публикации 1847 г. Результаты астрономических наблюдений на мысе Доброй Надежды , он предложил имя Диона, древняя оракульная титаница, которая была женой Зевса и матерью Афродиты. Диона фигурирует в романе ГомераИлиада, а также геологические объекты, такие как кратеры и скалы, названы в честь людей и мест Вергилия.Энеида.
Размер, масса и орбита:
Со средним радиусом 561,4 ± 0,4 км и массой около 1,0954 × 1021кг, Диона по размеру эквивалентна 0,088 Земли и в 0,000328 раз массивнее. Он вращается вокруг Сатурна на среднем расстоянии (большая полуось) 377 396 км с небольшим эксцентриситетом 0,0022 - от 376 566 км в перицентре и 378 226 км в апоапсисе.
Большая полуось Дионы примерно на 2% меньше, чем у Луны. Однако, отражая большую массу Сатурна, орбитальный период Дионы составляет одну десятую периода обращения Луны (2,736915 дней по сравнению с 28). Диона в настоящее время находится в орбитальном резонансе 1: 2 с спутником Сатурна Энцеладом, совершая один оборот вокруг Сатурна на каждые две орбиты, совершенные Энцеладом.
Сравнение размеров Земли, Луны и Дионы, спутника Сатурна. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения / Институт космических наук.
Этот резонанс поддерживает эксцентриситет орбиты Энцелада (0,0047) и обеспечивает приливное изгибание, которое приводит в действие обширную геологическую активность Энцелада (которая, в свою очередь, питает его криовулканические струи ). У Дионы два коорбитальных (также называемых троянскими) спутниками: Элен а также Полидевки . Они расположены в пределах лагранжевых точек Дионы, соответственно на 60 градусов вперед и назад.
Состав и особенности поверхности:
При средней плотности 1,478 ± 0,003 г / см3 дион состоит в основном из воды, а небольшой остаток, вероятно, состоит из ядра силикатной породы. Хотя Диона несколько меньше и плотнее Реи, в остальном она очень похожа с точки зрения разнообразия рельефа, особенностей альбедо и различий между ведущим и задним полушариями.
В целом, ученые выделяют пять классов геологических особенностей на Дионе - хасматы (пропасти), дорса (гребни), ямки (длинные узкие впадины), кратеры и катены (цепочки кратеров). Кратеры являются наиболее распространенной особенностью, как и на многих кронийских лунах, и их можно различить по сильно изрезанному кратерами ландшафту, умеренно изрезанным кратерами равнинам и слегка изрезанным кратерами равнинам.
Сильно испещренная кратерами местность имеет множество кратеров диаметром более 100 км (62 мили), в то время как на равнинах обычно встречаются кратеры диаметром менее 30 км (19 миль) (при этом некоторые области более сильно покрыты кратерами, чем другие).
Глобальная карта Дионы, показывающая темно-красный цвет в заднем полушарии (слева), что связано с излучением и заряженными частицами Сатурна. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения / Институт космических наук.
Большая часть сильно испещренной кратерами местности расположена в заднем полушарии, с менее кратерами равнинных областей в ведущем полушарии. Это противоположно тому, что ожидали многие ученые, и предполагает, что в период Тяжелая бомбардировка , Диона была приливно привязана к Сатурну в противоположной ориентации.
Поскольку Диона относительно мала, предполагается, что удара, достаточно сильного, чтобы вызвать кратер шириной 35 км, было бы достаточно, чтобы повернуть спутник в противоположном направлении. Поскольку существует множество кратеров размером более 35 км (22 мили), Диона могла неоднократно вращаться на протяжении своей ранней истории. Картина кратеров с тех пор и яркое альбедо ведущего полушария позволяют предположить, что Диона оставалась в своей нынешней ориентации в течение нескольких миллиардов лет.
Диона также известна своими разноцветными передним и задним полушариями, которые похожи на Тетис и Рею. В то время как его переднее полушарие яркое, заднее полушарие темнее и краснее. Это происходит из-за того, что ведущее полушарие забирает материал из E-Ring Сатурна, которое питается криовулканическими выбросами Энцелада.
Между тем, заднее полушарие взаимодействует с излучением магнитосферы Сатурна, в результате чего органические элементы, содержащиеся в его поверхностном льду, становятся темнее и краснее.
Заднее полушарие Дионы, изображенное орбитальным аппаратом 'Кассини', на котором видны участки 'тонкой местности'. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения.
Еще одна выдающаяся особенность - это « тонкая местность “, Который покрывает заднюю полусферу и полностью состоит из материала с высоким альбедо, который также достаточно тонкий, чтобы не заслонять детали поверхности под ним. Происхождение этих особенностей неизвестно, но более ранняя гипотеза предполагала, что Диона была геологически активна вскоре после своего образования, и с тех пор этот процесс прекратился.
В это время геологической активности эндогенное шлифование могло вытолкнуть материал изнутри на поверхность с полосами, образовавшимися в результате извержений вдоль трещин, которые выпали обратно на поверхность в виде снега или пепла. Позже, после того, как внутренняя активность и восстановление поверхности прекратились, кратеры продолжились в основном в ведущем полушарии и стерли там полосчатые узоры.
Эта гипотеза была опровергнутаКассинизондирование 13 декабря 2004 г. , который производил изображения крупным планом. Они показали, что «огоньки» на самом деле были вовсе не ледяными отложениями, а скорее яркими ледяными скалами, созданными тектоническими трещинами (пропасть). Во время этого пролетаКассинитакже были сделаны косые снимки скал, которые показали, что некоторые из них достигают нескольких сотен метров в высоту.
Атмосфера:
У Дионы также очень тонкая атмосфера ионов кислорода (O + ²), которая была впервые обнаружена Космический зонд Кассини в 2010 году . Эта атмосфера настолько тонкая, что ученые предпочитают называть ее экзосферой, а не разреженной атмосферой. Плотность ионов молекулярного кислорода, определенная изКассиниданные плазменного спектрометра колеблются от 0,01 до 0,09 на см3.
Кассини осмотрел Диону 11 октября 2005 г., слева виден кратер Алькандер (вверху) и более крупный кратер Пританис. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения / SSI.
К сожалению, преобладание молекул воды на заднем фоне (от E-Ring Сатурна) затрудняет обнаружение водяного льда на поверхности, поэтому источник кислорода остается неизвестным. Однако возможной причиной является фотолиз (аналогично тому, что происходит на Европе), когда заряженные частицы из радиационного пояса Сатурна взаимодействуют с водяным льдом на поверхности, создавая водород и кислород, при этом водород уходит в космос, а кислород остается.
Исследование:
Диону впервые представили Путешествие 1а также2 космических зондов, когда они проходили мимо Сатурна на пути к Внешней Солнечной системе в 1980 и 1981 годах соответственно. С того времени единственным зондом, способным провести пролет или сфотографировать Диону крупным планом, был зонд.Кассиниорбитальный аппарат, совершивший пять облетов Луны в период с 2005 по 2015 год.
Первый близкий облет произошел 11 октября 2005 г. на расстоянии 500 км (310 миль), за ним последовал еще один 7 апреля 2010 г. (снова на расстоянии 500 км). Третий облет был проведен 12 декабря 2011 г. и был самым близким, на расстоянии 99 км (62 мили). Четвертый и пятый облеты прошли 16 июня и 17 августа 2015 года на расстоянии 516 км (321 миль) и 474 км (295 миль) соответственно.
Помимо получения изображений покрытой кратерами и разноцветной поверхности Кассини, миссия Кассини также отвечала за обнаружение разреженной атмосферы Луны (экзосферы). Сверх того,Кассинитакже предоставил ученым новые доказательства того, что Диона может быть более геологически активным, чем предполагалось ранее.
На основе моделей, построенных учеными НАСА, теперь считается, что ядро Дионы испытывает приливный нагрев, который увеличивается по мере приближения к Сатурну. Из-за этого ученые также считают, что у Дионы также может быть жидкий водный океан на границе ее ядро-мантия, таким образом присоединяясь к таким спутникам, как Энцелад, Европа и другие, в потенциальной среде, где может существовать внеземная жизнь.
Это, а также геологическая история Дионы и природа ее поверхности (которая может быть причиной ее атмосферы) делают Диону подходящей целью для будущих исследований. Хотя никаких миссий по изучению Луны в настоящее время не планируется, любая миссия к системе Сатурна в ближайшие годы, вероятно, будет включать в себя один или два пролета!
У нас есть много отличных статей о Дайоне и Спутники Сатурна здесь, во Вселенной сегодня. Вот один о Первый пролет Кассини , это ближайший пролет , возможно геологическая деятельность , это каньоны , И его тонкая местность .
У Universe Today также есть интервью с доктором Кевином Грейзером, членом миссии Кассини-Гюйгенс.
