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Abstract

Das intrinsische Magnetfeld ist nicht nur ein kritischer Faktor für die elektromagnetische Umgebung eines Planeten, es dient auch als Schlüsseldiagnose für die innere Struktur und Dynamik des Wirtsplaneten. Die Cassini-Mission ist im April in die große Finalphase eingetreten. 2017 und führte 22,5 stark geneigte, nahe Umlaufbahnen um Saturn durch, bevor er am 15.September 2017 in den Planeten eintauchte. Hier berichten wir über Merkmale des Saturnmagnetfeldes, die durch die Magnetometermessungen der Cassini Grand Finale Phase aufgedeckt wurden, und diskutieren ihre Auswirkungen auf die innere Struktur und Dynamik des Saturn. Diese Messungen zeigen, dass das innere Magnetfeld des Saturn außergewöhnlich axisymmetrisch ist, mit einer Dipolneigung von weniger als 0,007 Grad. Saturns magnetischer Äquator wurde direkt gemessen, um von ~ nach Norden verschoben zu werden 0.0468 +/- 0.00043 RS (2820 +/- 26 km) bei zylindrischen Radialabständen zwischen 1,034 und 1,069 RS von der Spinachse. Obwohl das innere Magnetfeld des Saturns fast perfekt axisymmetrisch ist, weist es Merkmale auf vielen charakteristischen Längenskalen in Breitenrichtung auf. Bei der Untersuchung von Br bei 0,75 RS entsprechen die Beiträge der Grade 4 bis 11 einer breitenbandigen Struktur mit einer charakteristischen Breite, die den in der Atmosphäre des Saturn beobachteten zonalen Strahlen außerhalb des Äquators ähnelt. Saturns internes Magnetfeld jenseits von 60 Grad Breite, insbesondere die kleinräumigen Merkmale, sind durch die verfügbaren Messungen weniger gut eingeschränkt, hauptsächlich aufgrund unvollständiger räumlicher Abdeckung in der Polarregion. Es wurde geschätzt, dass Magnetfelder, die mit den ionosphärischen Hallströmen assoziiert sind, weniger als 2,5 nT zu Gauß-Koeffizienten jenseits von Grad 3 beitragen. Das Magnetscheibenfeld weist Orbit-zu-Orbit-Variationen zwischen 11 nT und 16 nT entlang des nahen Teils der Grand-Finale-Umlaufbahnen auf und bietet die Möglichkeit, die elektromagnetische Induktionsreaktion aus dem Inneren des Saturn zu messen. Das gemessene interne Dipolmoment von Umlaufbahn zu Umlaufbahn ist mit der elektromagnetischen Induktionsantwort bei kompatibel 0.86 Rs, weitgehend konsistent mit unserem aktuellen Verständnis des inneren elektrischen Leitfähigkeitsprofils von Saturn. Wir werden dann die Einschränkungen und Implikationen für eine stabile Schichtung und tiefe zonale Ströme (differentielle Rotation) innerhalb des Saturn diskutieren.

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