2018年1月31日

再见,卡西尼号

布里特·沙林豪森(Britt Scharringhausen)在研究生院设计了一个计算机模型,从侧面展示了土星最亮的光环。研究土星环可以让我们深入了解所有行星的形成过程。
  • 物理学和天文学副教授布里特·沙林豪森(Britt Scharringhausen)在卡西尼-惠更斯号绕土星运行了20年之后,签署了该协议。她和同学们一起使用卡西尼号的数据来研究土星环。
    格雷格·安德森

这是一个直接出自科幻惊悚小说的戏剧性结局。随着卡西尼号的无线电信号减弱,然后又恢复,最后一次再次减弱,由贝洛伊特大学桑格科学中心的学生和教授组成的清晨守望队见证了一个时代的结束。过去二十年来,卡西尼-惠更斯号一直围绕着神秘的土星旋转,以收集信息。

卡西尼号是美国国家航空航天局(NASA)、欧洲航天局(European Space Agency)和意大利航天局(Italian Space Agency)之间的国际合作伙伴,它的任务被两次延长:它的目的是通过监测土星的季节(每个季节持续7年)和它的卫星,比如有自己大气层的土卫六(Titan),来更多地了解土星。

物理学和天文学副教授布里特·沙林豪森(Britt Scharringhausen)主持了早上6点半的观察派对(她说,NASA有自己的时间)。自2008年以来,她一直和她的班级一起研究卡西尼号F环的数据。

问:你是如何开始研究卡西尼号关于土星环的数据的?

答:当卡西尼号的数据开始降落时,我已经在贝洛伊特了。我不是卡西尼号团队的,但我的研究生导师是。我的指导老师和设计观测光环的小组一起工作。没有人从侧面研究光环,而我有一个计算机模型,是我在研究生院时创建的,它显示了从侧面看光环最亮的样子。他问我要不要数据。我在研究项目之间,我爱上了数据。

问:你用的是什么数据?

答:它来自两个仪器[望远镜]:一个可见和红外测绘光谱仪(VIMS)和一个成像科学子系统(ISS)。国际空间站有窄角相机和广角相机。我主要研究VIMS数据,我的学生正在研究窄角相机数据。

问:为什么要研究土星的F环?

答:它实际上更深入地了解了所有行星是如何形成的,这是通过碰撞过程和引力。在我们的太阳系中,据我们所知,这种过程是只有在F环每天都在发生。有很多关于F环在二维中如何工作的研究,从上面往下看,假设所有东西都或多或少在一个平面上,但F环实际上是一个三维空间——比其他环更立体,因为它要厚得多。第三维度对于理解F环中的碰撞和引力过程非常重要。

问:土星有多少个环?

答:七。主要的环是A环、B环和C环——就是你看照片时看到的那些环。F环就在A环的外面,然后是D环,E环和G环。

问:跟我说说卡西尼号观测派对吧。

答:我们早上六点半就开始看NASA的直播。他们让科学记者采访参与这次任务的不同科学家和工程师。在最后,它观察地球上的望远镜通过两个波段接收到的无线电信号——X波段和S波段。它只是发回关于飞船的健康状况、位置和速度的数据。卡西尼号试图将天线朝向地球,有一段时间失去了X波段,然后随着它在大气中下降,两个信号都失去了。

问:据我所知,您的一些学生之所以进入研究生院,部分原因是他们和您一起在土星环上做了研究。

答:Morgan Rehnberg 12年级刚完成科罗拉多大学博尔德分校的博士学位,他和Larry esesito一起工作,后者是卡西尼号土星任务中UVIS仪器的首席研究员。和我一起工作的学生当然学习了土星环,但他们也学习了在天文学家中很流行的IDL编程语言,以及如何做光度测定(测量天文图像中物体的亮度)和天体测量(测量天文图像中物体的位置),所有这些技能在实习、研究生院和其他类型的工作中都很有价值。

萨拉·亚历克斯·桑斯还获得了比利时鲁文大学的博士学位,她利用开普勒宇宙飞船的数据研究星系形成过程中的恒星形成。她和我一起开始了对环的研究,但这表明你可以从环跳到遥远的星系!

问:卡西尼号发射升空时,你有什么感觉?已经过去几周了,你现在感觉如何?

答:卡西尼号为我们提供了大量的数据,远远超过了最初的计划,这是因为我们在伽利略号飞往木星的任务中学会了一些很酷的编程技巧,这些技巧后来被上传到卡西尼号上。我们有足够的数据来挖掘几十年。所以,虽然看到卡西尼号离开让人难过,但我们知道它在解决有趣的科学问题方面的新发现和新数据超出了我们的预期。

从那以后,我发现自己对可能的土星系统新任务非常兴奋。目前还没有任何计划,但社区正在讨论重返土星的卫星土卫六和土卫二。土星是一个非常具有挑战性的目标,因为它离太阳太远了。到达那里需要大量的燃料,飞船到达土星需要很长时间,你不能使用太阳能,你必须在非常寒冷的环境下工作。但土卫六和土卫二是潜在的生命栖息地:土卫六因为它有厚厚的大气层和复杂的碳氢化合物水循环,而土卫二因为它有一个全球性的地下液态水海洋,这些液态水实际上是从月球的南极喷射出来的。我希望卡西尼号的数据能推动我们尽快返回土星!


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