Vào ngày 15 tháng 9 năm 2017, sứ mệnh Cassini đã thực hiện ‘Grand Finale’ của nó, lao xuống bề mặt Sao Thổ và chuyển thông tin trở lại Trái đất khi nó hạ cánh.
Sau 20 năm trong không gian – 13 năm trong số đó khám phá Sao Thổ – Cassini được lệnh thực hiện một loạt các chuyến lặn mạo hiểm giữa Sao Thổ và các vành đai của nó.
Mặc dù đồng hồ của Cassini có thể đã kết thúc, nhưng đóng góp của nó cho khoa học thì không, và một bản phát hành mới về dữ liệu Cassini được phân tích đã tiết lộ nhiều chi tiết hơn bao giờ hết, cũng như những hình ảnh mới tuyệt đẹp.
Bài báo được xuất bản hôm nay bởi một nhóm các nhà khoa học quốc tế, bao gồm các nhà khoa học do STFC tài trợ, Giáo sư Carl Murray và Tiến sĩ Nick Cooper từ Đại học Queen Mary, London, điều tra các đặc điểm phức tạp của các vành đai Sao Thổ với chi tiết chưa từng thấy.
Dữ liệu từ bài báo được thu thập trong các quỹ đạo vòng tròn của Cassini, từ tháng 12 năm 2016 đến tháng 4 năm 2017 và chính trận Chung kết, từ tháng 4 đến tháng 9 năm 2017.
Dưới đây là cái nhìn sâu sắc đáng chú ý mà nghiên cứu và hình ảnh mới đưa ra về các vành đai của Sao Thổ.
Hình ảnh màu nâng cao mới và được cải thiện này của phiên bản đen trắng đã phát hành trước đó cho thấy Daphnis, một trong những mặt trăng nằm trong vành đai của Sao Thổ, tạo ra một loạt sóng khi nó di chuyển qua khe hở Keeler trong vành đai A.
Mặc dù Daphnis có thể nhỏ với chiều ngang 8 km, nhưng sự hiện diện của nó chắc chắn được cảm nhận trong khoảng cách Keeler 42 km khi ba con sóng được đẩy lên theo phương thẳng đứng.
Trong hình ảnh được tăng cường màu sắc, có chi tiết mới được nhìn thấy; một dải vật liệu sóng mỏng ở phía dưới bên trái của Daphnis và các đặc điểm phức tạp của làn sóng thứ ba ở hạ lưu Daphnis (xem bên dưới).
Do góc thấp mà Cassini chụp ảnh ba làn sóng (khoảng 15°), nên việc rút ngắn lại khiến chúng khó có thể xem chúng là vật chất được đẩy lên theo phương thẳng đứng, nhưng khi nhìn vào một hình ảnh khác từ Cassini, điều đó sẽ trở nên rõ ràng hơn (xem bên dưới ).
Việc rút ngắn cũng khiến Daphnis trông to lớn hơn; trên thực tế, nó nhỏ hơn năm lần so với chiều rộng của khoảng cách.
Áp dụng màu sắc cho hình ảnh Daphnis không chỉ tiết lộ các chi tiết tốt hơn mà còn làm sáng tỏ những khác biệt bí ẩn trong các vành đai riêng biệt.
Có sự khác biệt đáng chú ý về màu sắc giữa vùng xuyên Keeler (ở phần dưới của hình ảnh) và phần trên của hình ảnh, từ khe hở hướng vào trong.
Lý do chính xác đằng sau những màu sắc khác nhau hiện vẫn chưa được biết, mặc dù có ý kiến cho rằng chúng là do sự khác biệt về kích thước hạt chứ không phải thành phần.
Bài báo cũng bao gồm hình ảnh này, hiển thị các vệt (được biểu thị bằng mũi tên) trên vành đai F của Sao Thổ.
Chiều dài và hướng giống nhau của chúng đã khiến các nhà khoa học tin rằng chúng được hình thành bởi một nhóm các tác nhân tác động vào chiếc nhẫn cùng một lúc.
Các mảnh vỡ có khả năng quay quanh Mặt trời chứ không phải Sao Thổ và có thể đã bị đánh bật bởi tác động hấp dẫn của Prometheus, một trong những mặt trăng bên trong của Sao Thổ.
Có lẽ hình ảnh thu hút nhất về mặt thị giác là hình ảnh sai màu mới này của Sao Thổ với một góc nhìn độc đáo về các vành đai của nó.
Sử dụng Máy quang phổ ánh xạ khả kiến và hồng ngoại (VIMS) của Cassini, một bản đồ quang phổ của các vành đai A, B và C của Sao Thổ đã được tạo ra.
Quan sát Sao Thổ bằng tia hồng ngoại trái ngược với ánh sáng khả kiến, đã cho phép các nhà nghiên cứu đằng sau bài báo tiết lộ một số đặc điểm thú vị của các vành đai.
Các vòng có màu xanh lam-lục, chủ yếu là các vòng A và B, được làm từ nước đá tinh khiết nhất và/hoặc có kích thước hạt lớn nhất.
Các vòng có màu hơi đỏ – chủ yếu là vòng C và Bộ phận Cassini – được làm từ vật liệu không đóng băng và/hoặc kích thước hạt nhỏ hơn.
Ra mắt ngày 15 tháng 10 năm 1997 Tàu vũ trụ Cassini của NASA được thiết kế để khám phá Sao Thổ một cách chi tiết hơn, cùng với các vệ tinh và vành đai của nó.
Trong suốt cuộc đời của mình, Cassini đã di chuyển hơn 78 tỷ km, hoàn thành 294 quỹ đạo của Sao Thổ và phát hiện ra sáu mặt trăng được đặt tên.
Đóng góp của Cassini cho khoa học là chưa từng có. Nó đã thu thập hơn 450.000 hình ảnh và 635GB dữ liệu khoa học đã được sử dụng để sản xuất gần 4000 bài báo khoa học.
Các quan sát được thực hiện trong bài báo này, cùng với những hình ảnh mới lạ được tạo ra đang giúp các nhà khoa học hiểu sâu hơn không chỉ về Sao Thổ, mà cả Hệ Mặt trời của chúng ta nói chung.
Ảnh hưởng của Cassini trong khoa học và khám phá còn lâu mới kết thúc. Với dữ liệu từ sứ mệnh vẫn đang được phân tích và giải thích, Cassini sẽ tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên trong nhiều năm tới.
Tìm hiểu thêm về nghiên cứu mới trên trang web của NASA.