ขอบคุณที่ แคสสินี ภารกิจได้รับการเรียนรู้อย่างมากมายเกี่ยวกับระบบดวงจันทร์ของดาวเสาร์ (aka ขอบคุณการมียานอวกาศในระบบนักดาราศาสตร์และผู้ที่ชื่นชอบการสำรวจอวกาศได้รับการรักษาด้วยภาพและข้อมูลที่ดูเหมือนไม่มีที่สิ้นสุด เราเรียนรู้สิ่งที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับการปรากฏตัวของดวงจันทร์ลักษณะพื้นผิวองค์ประกอบและประวัติความเป็นมาของการก่อตัว
นี่เป็นความจริงอย่างแน่นอนเกี่ยวกับดวงจันทร์สว่างของ Dione นอกเหนือจากการเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดอันดับที่ 15 ในระบบสุริยะและมีขนาดใหญ่กว่าดวงจันทร์ที่รู้จักทั้งหมดที่เล็กกว่าตัวมันเองรวมกันมันมีลักษณะคล้ายกับดาวเทียม Cronian อื่น ๆ เช่น Tethys, Iapetus และ Rhea ซึ่งรวมถึงการเป็นส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำแข็งมีการหมุนแบบซิงโครนัสกับดาวเสาร์และสีที่ผิดปกติระหว่างซีกโลกชั้นนำและซีกโลกต่อท้าย
การค้นพบและการตั้งชื่อ:
ไดโอนีเป็นครั้งแรกโดยนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลีจิโอวานนี่โดเมนิโก้คาสซินีเมื่อปี 1684 โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ทางอากาศขนาดใหญ่ที่เขาสร้างขึ้นในบริเวณหอดูดาวปารีส พร้อมกับดวงจันทร์ของ Iapetus, Rhea และ Tethys - ซึ่งเขาค้นพบในปี 1671, 1672 และ 1684 ตามลำดับ - เขาตั้งชื่อดวงจันทร์เหล่านี้ Sidera Lodoicea (“ ดวงดาวแห่งหลุยส์” หลังจากพระราชาหลุยส์ที่สิบสี่แห่งฝรั่งเศส)
อย่างไรก็ตามชื่อเหล่านี้ไม่ได้อยู่นอกประเทศฝรั่งเศส ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 17 นักดาราศาสตร์แทนที่จะตกสู่นิสัยในการตั้งชื่อดวงจันทร์ที่รู้จักกันในชื่อของดาวเสาร์ว่า ยักษ์ และ ดาวเสาร์ฉัน ตลอด Vตามลำดับระยะทางที่สังเกตจากดาวเคราะห์ การเป็นคนที่อยู่ห่างไกลที่สุดอันดับสอง (ด้านหลังเทธิส) ไดโอเน่มาเป็นที่รู้จักในนาม ดาวเสาร์ II มานานกว่าศตวรรษ
ชื่อที่ทันสมัยได้รับการแนะนำในปี 1847 โดยจอห์นเฮอร์เชล (ลูกชายของนักดาราศาสตร์ชื่อดังวิลเลียมเฮอร์เชล) ผู้แนะนำดวงจันทร์ทั้งหมดของดาวเสาร์ได้รับการตั้งชื่อตามไททันส์ - ลูกชายและลูกสาวของโครโนสในตำนานเทพเจ้ากรีก .
ในสิ่งพิมพ์ 1,847 ของเขาผลการสำรวจทางดาราศาสตร์ที่แหลมกู๊ดโฮปเขาแนะนำชื่อ Dione ซึ่งเป็น Titaness ดั้งเดิมที่เป็นภรรยาของซุสและแม่ของ Aphrodite Dione มีจุดเด่นใน Homer’s เลียดและคุณสมบัติทางธรณีวิทยาเช่นหลุมอุกกาบาตและหน้าผาใช้ชื่อของพวกเขาจากผู้คนและสถานที่ใน Virgil ของ เนิด
ขนาดมวลและวงโคจร:
มีรัศมีเฉลี่ย 561.4 ± 0.4 กม. และมีมวลประมาณ 1.0954 × 1021 กิโลกรัมไดโอนีมีขนาดเทียบเท่ากับ 0.088 โลกและ 0.000328 เท่าของมวล มันโคจรรอบดาวเสาร์ที่ระยะทางเฉลี่ย (แกนกึ่งหลัก) ที่ 377,396 กม. โดยมีความเยื้องศูนย์เล็กน้อย 0.0022 - อยู่ที่ 376,566 กม. ที่ periapsis และ 378,226 กม. ที่ apoapsis
แกนกึ่งสำคัญของ Dione นั้นน้อยกว่าดวงจันทร์ประมาณ 2% อย่างไรก็ตามการสะท้อนมวลที่มากขึ้นของดาวเสาร์ระยะเวลาการโคจรของ Dione เป็นหนึ่งในสิบของดวงจันทร์ (2.736915 วันเปรียบเทียบกับ 28) ปัจจุบันไดโอเน่อยู่ใน 1: 2 เรโซแนนซ์วงโคจรเฉลี่ยกับดวงจันทร์เอนเซลาดัสของดาวเสาร์ทำให้การโคจรของดาวเสาร์เสร็จหนึ่งดวงสำหรับวงโคจรสองวงที่เสร็จสมบูรณ์โดยเอนเซลาดัส
เสียงสะท้อนนี้จะรักษาความเยื้องศูนย์ของเอนเซลาดัส (0.0047) และให้การโค้งงอน้ำขึ้นน้ำลงที่ให้พลังกิจกรรมทางธรณีวิทยาที่กว้างขวางของเอนเซลาดัส (ซึ่งจะเพิ่มพลังไอพ่น cryovolcanic) Dione มีดวงจันทร์ร่วมสองดวง (aka. trojan): Helene และ Polydeuces พวกเขาตั้งอยู่ภายในจุด Lagrangian ของ Dione ซึ่งอยู่ด้านหน้าและด้านหลัง 60 องศาตามลำดับ
องค์ประกอบและคุณสมบัติพื้นผิว:
ด้วยความหนาแน่นเฉลี่ย 1.478 ± 0.003 g / cm³, Dione ประกอบด้วยน้ำเป็นหลักโดยมีส่วนที่เหลือเล็กน้อยประกอบด้วยแกนหินซิลิเกต แม้ว่าจะค่อนข้างเล็กและทึบกว่า Rhea แต่ Dione ก็คล้ายกันมากในแง่ของภูมิประเทศที่หลากหลายลักษณะของอัลเบโด้และความแตกต่างระหว่างซีกโลกที่เป็นผู้นำและต่อท้าย
โดยรวมแล้วนักวิทยาศาสตร์ยอมรับลักษณะทางธรณีวิทยาห้าชั้นบน Dione - Chasmata (chasms), dorsa (สันเขา), fossae (ยาว, หดหู่แคบ ๆ ), หลุมอุกกาบาตและ catenae (โซ่ปล่องภูเขาไฟ) หลุมอุกกาบาตเป็นคุณลักษณะที่พบได้บ่อยที่สุดเช่นเดียวกับดวงจันทร์โครเนี่ยนหลายแห่งและสามารถจำแนกได้ในแง่ของภูมิประเทศที่มีหลุมอุกกาบาตจำนวนมากที่ราบสูงที่มีสภาพค่อนข้างปานกลาง
ภูมิประเทศที่มีหลุมอุกกาบาตจำนวนมากมีหลุมอุกกาบาตมากกว่า 100 กม. (62 ไมล์) ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางในขณะที่พื้นที่ราบมีแนวโน้มที่จะมีหลุมอุกกาบาตน้อยกว่า 30 กม. (19 ไมล์) ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง
ภูมิประเทศที่มีหลุมอุกกาบาตจำนวนมากตั้งอยู่บนซีกโลกต่อท้ายโดยมีพื้นที่ราบที่มีพื้นที่น้อยกว่าที่มีอยู่ในซีกโลกชั้นนำ นี่คือสิ่งที่ตรงกันข้ามกับสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนคาดหวังและแสดงให้เห็นว่าในช่วงระยะเวลาของการทิ้งระเบิดหนักไดโอนิถูกขังไว้ที่ดาวเสาร์ในทิศทางตรงกันข้าม
เนื่องจาก Dione มีขนาดค่อนข้างเล็กมันเป็นทฤษฎีที่ว่าแรงกระแทกมีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้หลุมอุกกาบาตขนาด 35 กม. นั้นน่าจะเพียงพอที่จะหมุนดาวเทียมไปในทิศทางตรงกันข้าม เนื่องจากมีหลุมอุกกาบาตจำนวนมากที่มีขนาดใหญ่กว่า 35 กม. (22 ไมล์) Dione อาจถูกหมุนซ้ำ ๆ ในช่วงแรก ๆ ของประวัติศาสตร์ รูปแบบของการไถพรวนตั้งแต่นั้นมาและอัลเบโด้สว่างไสวของซีกโลกชั้นนำแสดงให้เห็นว่า Dione ยังคงอยู่ในการวางแนวปัจจุบันเป็นเวลาหลายพันล้านปี
ไดโอเน่ยังเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องของการเป็นผู้นำและการติดเก้งซีกที่มีสีต่างกันซึ่งคล้ายกับเทธิสและรีอา ในขณะที่ซีกโลกชั้นนำของโลกนั้นสดใส แต่ซีกโลกที่ตามมานั้นมีสีเข้มและแดงขึ้น นี่คือสาเหตุที่ซีกโลกชั้นนำหยิบวัสดุจาก E-Ring ของดาวเสาร์ซึ่งได้รับการเลี้ยงด้วยการปล่อย cryovolcanic ของ Enceladus
ในขณะเดียวกันซีกโลกต่อท้ายจะมีปฏิกิริยากับการแผ่รังสีจากสนามแม่เหล็กของดาวเสาร์ซึ่งทำให้องค์ประกอบอินทรีย์ที่อยู่ภายในน้ำแข็งบนพื้นผิวของมันกลายเป็นมืดและแดงในลักษณะที่ปรากฏ
คุณลักษณะที่โดดเด่นอีกประการหนึ่งคือ "ภูมิประเทศที่บอบบาง" ของ Dione ซึ่งครอบคลุมซีกโลกที่ต่อท้ายและประกอบด้วยวัสดุอัลเบโด้ชั้นสูงทั้งหมดที่บางพอที่จะไม่บดบังพื้นผิวที่อยู่ด้านล่าง ไม่ทราบที่มาของคุณสมบัติเหล่านี้ แต่ข้อสันนิษฐานก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่า Dione มีสถานะทางธรณีวิทยาไม่นานหลังจากการก่อตัวซึ่งเป็นกระบวนการที่หยุดลงตั้งแต่นั้นมา
ในช่วงเวลานี้ของกิจกรรมทางธรณีวิทยาการก่อตัวของสารก่อภูมิแพ้อาจผลักวัสดุจากภายในสู่พื้นผิวโดยมีริ้วรอยที่เกิดขึ้นจากการปะทุตามรอยร้าวที่ตกลงมาสู่พื้นผิวเหมือนหิมะหรือเถ้า ต่อมาหลังจากกิจกรรมภายในและการหยุดผิวหนังไม่หยุดยั้งการไถพรวนยังคงดำเนินต่อไปในซีกโลกชั้นนำและกำจัดรูปแบบริ้วที่นั่น
สมมติฐานนี้พิสูจน์แล้วว่าผิดโดย แคสสินี โพรบ flyby เมื่อวันที่ 13 ธันวาคม 2004 ซึ่งสร้างภาพระยะใกล้ สิ่งเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า 'ฉลาด' จริง ๆ แล้วไม่ใช่น้ำแข็งสะสมเลย แต่ค่อนข้างแข็งหน้าผาน้ำแข็งที่สร้างขึ้นโดยการแตกหักของเปลือกโลก (chasmata) ในช่วงนี้ผ่านไป แคสสินี ยังจับภาพของหน้าผาเอียงซึ่งแสดงให้เห็นว่าบางส่วนนั้นสูงหลายร้อยเมตร
บรรยากาศ:
ไดโอนียังมีชั้นบรรยากาศที่บางมากของออกซิเจนไอออน (O + ²) ซึ่งถูกตรวจพบครั้งแรกโดยโพรบอวกาศของแคสสินีในปี 2010 บรรยากาศนี้บางมากนักวิทยาศาสตร์จึงชอบที่จะเรียกมันว่า exosphere มากกว่าบรรยากาศที่บางเบา ความหนาแน่นของไอออนโมเลกุลออกซิเจนที่คำนวณได้จาก แคสสินี ข้อมูลจากสเปกโตรมิเตอร์ในพลาสมาตั้งแต่ 0.01 ถึง 0.09 ต่อเซนติเมตร3 .
น่าเสียดายที่ความชุกของโมเลกุลของน้ำที่อยู่ด้านหลัง (จาก E-Ring ของดาวเสาร์) บดบังการตรวจจับน้ำแข็งบนพื้นผิวดังนั้นแหล่งที่มาของออกซิเจนจึงไม่เป็นที่รู้จัก อย่างไรก็ตามโฟโตไลซิสเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้ (คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นในยูโรปา) ที่ซึ่งอนุภาคที่มีประจุจากแถบกัมมันตภาพรังสีของดาวเสาร์ทำปฏิกิริยากับน้ำแข็งบนพื้นผิวเพื่อสร้างไฮโดรเจนและออกซิเจนไฮโดรเจนที่สูญเสียไปยังอวกาศและออกซิเจนยังคงอยู่
สำรวจ:
Dione ถูกถ่ายครั้งแรกโดย รอบโลก 1 และ 2 ยานสำรวจอวกาศเมื่อดาวเสาร์ผ่านไปยังระบบสุริยะชั้นนอกในปี 1980 และ 1981 ตามลำดับ ตั้งแต่เวลานั้นการสอบสวนเพียงอย่างเดียวที่ดำเนินการถ่ายภาพแบบ Flyby หรือ close-up ของ Dione นั้นเป็น แคสสินี ยานอวกาศซึ่งทำการบินของดวงจันทร์ห้าดวงระหว่างปี 2005 ถึง 2015
การบินผ่านครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 11 ตุลาคม 2548 ในระยะทาง 500 กม. (310 ไมล์) ตามด้วยอีกครั้งในวันที่ 7 เมษายน 2010 (อีกครั้งในระยะทาง 500 กม.) ทำการบินผ่านครั้งที่สามในวันที่ 12 ธันวาคม 2011 และใกล้ที่สุดคือระยะทาง 99 กม. (62 ไมล์) บินครั้งที่สี่และห้าเกิดขึ้นในวันที่ 16 มิถุนายนและ 17 สิงหาคม 2558 ระยะทาง 516 กม. (321 ไมล์) และ 474 กม. (295 ไมล์) ตามลำดับ
นอกเหนือจากการได้รับภาพของพื้นผิวที่มีหลุมอุกกาบาตและสีต่างกันของ Cassini ภารกิจของ Cassini ยังมีหน้าที่ในการตรวจจับบรรยากาศที่ไม่แน่นอนของดวงจันทร์ (exosphere) ยิ่งไปกว่านั้น แคสสินี ยังให้หลักฐานใหม่แก่นักวิทยาศาสตร์ว่าไดโอเน่สามารถใช้งานทางธรณีวิทยามากกว่าที่คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้
จากแบบจำลองที่สร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ขององค์การนาซ่าในปัจจุบันเชื่อกันว่าแกนกลางของ Dione สัมผัสกับความร้อนจากน้ำขึ้นน้ำลงซึ่งจะเพิ่มความใกล้ชิดกับดาวเสาร์มากขึ้น ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์ยังเชื่อว่า Dione อาจมีมหาสมุทรน้ำของเหลวในเขตแกนกลางปกคลุมดังนั้นจึงเข้าร่วมดวงจันทร์เช่นเอนเซลาดัสยูโรปาและอื่น ๆ ในสภาพแวดล้อมที่มีศักยภาพซึ่งชีวิตนอกโลกอาจดำรงอยู่ได้
สิ่งนี้รวมถึงประวัติทางธรณีวิทยาของ Dione และธรรมชาติของพื้นผิว (ซึ่งอาจเป็นสิ่งที่ก่อให้เกิดบรรยากาศ) ทำให้ Dione เป็นเป้าหมายที่เหมาะสมสำหรับการวิจัยในอนาคต แม้ว่าจะยังไม่มีการวางแผนการศึกษาดวงจันทร์ แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาอาจรวมถึงการบินผ่านหรือสองครั้ง!
เรามีบทความดีๆมากมายเกี่ยวกับ Dione และดวงจันทร์ของดาวเสาร์ที่นิตยสารอวกาศ นี่คือสิ่งหนึ่งเกี่ยวกับทางลัดแรกของ Cassini, เส้นทางบินที่ใกล้ที่สุด, กิจกรรมทางธรณีวิทยาที่เป็นไปได้, หุบเขาลึกและภูมิประเทศที่เล็ก
นิตยสาร Space ยังได้ให้สัมภาษณ์กับ Dr. Kevin Grazier สมาชิกของภารกิจ Cassini-Huygens
