土星のリングは科学者たちに、ガス巨人が一日どれだけ続くかを最終的に突き止めるために必要な情報を科学者に与えました。
（画像：©NASA / JPL-Caltech /宇宙科学研究所）
タイマーを10時間、33分、38秒に設定します—科学者たちはついに土星で1日がどれくらい続くかを見つけ、環状ガス巨星についての謎を解き明かしました。
これは、2017年9月に宇宙船が破壊される前にNASAのカッシーニミッションによって収集されたデータを使用して新たに公開された研究によるものです。そしてその前身であるボイジャー。
「研究者たちはリングの波を使って土星の内部をじっくり観察し、この長い間求められてきたこの惑星の根本的な特徴を浮き彫りにしました。そしてそれは本当に確かな結果です」とカッシーニプロジェクトの科学者リンダスピルカーは声明で述べました。 「リングは答えを保持しました。」 [写真：カッシーニミッションは、土星への壮大な飛び込みで終わります]
惑星での1日の長さを測定するのは簡単なように思えるかもしれません。ただ待って、世界の回転を観察してください。しかし、土星の正確な1日の長さは、何十年もの間科学者を困らせてきました。惑星はガスの巨人であるため、岩の多い惑星のように、研究者は雲を通して安定したランドマークを見ることができません。
科学者は通常、惑星の磁場の傾きを使用して、その日の長さを測定することもできます。しかし、土星ではそれが機能しませんでした。フィールドが惑星の回転軸とほぼ完全に一致し、計算が正しく行われないためです。惑星の磁場を研究したある科学者は、10月に発表された研究についてSpace.comとのインタビューで、日長の不確実性は「少し恥ずかしい」と述べました。
これらの課題により、科学者は10時間36分から10時間48分までの大まかな見積もりになりましたが、特に満足できるものではありません。
本日発表された研究は、まったく異なるアプローチを取っていました。惑星そのものではなく、その繊細なリングに注目しています。このアイデアは1982年に提案されましたが、カッシーニの使命によって、科学者がこの手法が機能するかどうかを確認するためのデータを入手できるようになりました。
考えは土星が回転するとき、その内側が少し揺れ、惑星の重力場に小さな変化を引き起こします。これらの小さな変化は、ガス巨人を飾るリングの氷の塊に波及し、リングに小さな波を引き起こします。
「リング全体の粒子は重力場のこれらの振動を感じずにはいられない」とカリフォルニア大学サンタクルーズ校の天文学の大学院生である筆頭著者であるクリストファー・マンコビッチは声明で述べた。 「リングの特定の場所では、これらの振動が軌道の適切なタイミングでリング粒子を捕らえて徐々にエネルギーを蓄積し、そのエネルギーは観測可能な波として運び去られます。」
それで、マンコビッチと彼の同僚は、それらの観測可能な波を研究し、それらを使って惑星自体の内側に逆戻りしました。それが研究者が10時間、33分、38秒の測定を思いついた方法です。それでもまだ問題はありません。その計算のエラーバーは、1分から52秒長く、1分から19秒短くなっています。しかし、新しい計算の範囲は12分のウィンドウを上回ります。
この研究は、The Astrophysical Journalに昨日（1月17日）発表された論文に記載されています。
