Minilo je skoraj štirideset let od Potovanje 1in2 misije obiskale Saturnov sistem. Ko so sonde letele mimo plinskega velikana, so lahko posnele nekaj osupljivih slik v visoki ločljivosti atmosfere planeta, njegovih številnih lun in njegovega ikoničnega sistema obročev. Poleg tega so sonde razkrile tudi, da Saturn počasi izgublja svoje obroče, s hitrostjo, ki bi jih izginila v približno 100 milijonih let.
V zadnjem času je Cassiniorbiter obiskal Saturnov sistem in več kot 12 let preučeval planet, njegove lune in sistem obročev. In glede na nove raziskave temelji naCassinijevapodatkov, se zdi, da Saturn izgublja svoje obroče z največjo hitrostjo, ki jo napovedujePotovatimisijah. Glede na študijo plinski velikan požre Saturnove obroče s hitrostjo, ki pomeni, da bi lahko izginili v manj kot 100 milijonih let.
Študija, ki se je pred kratkim pojavila v reviji Ikar ,vodil James O'Donoghue iz Nasinega centra za vesoljske lete Goddard in je vključeval člane NASA Laboratorija za reaktivni pogon, Center za vesoljsko fiziko , Space Research Corporation, Univerza Leicester in University College London.
Umetniška ilustracija velikega finala sonde Cassini. Slika: NASA/JPL/CalTech
Po podatkih, ki jih je pridobilPotovatisonde v letih 1980 in 1981, ledene delce iz Saturnovih prstanov potegne vase gravitacija planeta, potem ko postanejo izpostavljeni Saturnovemu magnetnemu polju – ki jih spremeni v prašni »prstanski dež« v Saturnovi zgornji atmosferi. Toda kot je nakazal James Donahue v nedavni Nasi izjava za javnost , je lahko situacija slabša, kot je bilo prvotno domnevno:
»Ocenjujemo, da ta 'obročni dež' odvaja količino vodnih produktov, ki bi lahko v pol ure napolnili olimpijski bazen iz Saturnovih prstanov. Samo na podlagi tega bo celoten sistem obročev izginil v 300 milijonih let, vendar k temu dodamo, da je vesoljsko plovilo Cassini izmerilo material obroča, ki je zaznal padec v Saturnov ekvator, in obroči imajo manj kot 100 milijonov let življenja. To je relativno kratko v primerjavi s Saturnovo starostjo več kot 4 milijarde let.'
Cassiniproučeval izgubo materiala Saturnovega obroča kot del njegovega Velik finale , kjer je vesoljsko plovilo porabilo svoje preostalo gorivo za vodenje 22 orbit med Saturnom in njegovimi obroči. To je bil pomemben dosežek, saj je plovilo Cassini šlo tja, kamor si še nobeno vesoljsko plovilo ni upalo in niti ni bilo zasnovano za letenje v tem okolju.
kljub temuCassiniuspel pridobiti informacije, ki so potrdile, kajPotovatisonde, opažene pred desetletji, pa tudi odgovor na starodavno skrivnost o Saturnovih obročkih. V bistvu so se znanstveniki dolgo spraševali, ali je Saturn nastal s svojimi obroči ali jih je pridobil pozneje v življenju. Ta nova raziskava kaže, da je verjetno slednji scenarij in da jih je Saturn pridobil relativno nedavno v svoji zgodovini.
NASA-ino vesoljsko plovilo Cassini v orbiti okoli Saturna. Zasluge: NASA/JPL-Caltech
Glede na njihovo študijo so O'Donahue in njegovi sodelavci ocenili, da Saturnov sistem obročev verjetno ne bo starejši od 100 milijonov let, saj bi trajalo toliko časa, da bi C-prstan postal tako gost kot B-prstan, danes je. V tem pogledu O'Donoghue pojasnjuje človeštvo ima srečo, da je tam v času, ko so bili prstani še tam:
»Imamo srečo, da smo zraven, da vidimo Saturnov sistem obročev, za katerega se zdi, da je sredi svojega življenja. Če pa so prstani začasni, smo morda le zamudili ogled orjaških sistemov obročev Jupitra, Urana in Neptuna, ki imajo danes le tanke kolobarje!«
Kot smo že omenili, so prvi namigi o 'ring dežju' prišli izPotovatimisije, ki so bile posledica opazovanj treh nepovezanih pojavov. Te so vključevale spremembe v Saturnovi električno nabiti ionosferi, spremembe gostote Saturnovih obročev in ozke temne pasove, ki obdajajo severne srednje širine planetov.
Leta 1986 je Jack Connerney - raziskovalec iz Nasinega vesoljskega centra Goddard in soavtor nedavne študije - objavil raziskovalna naloga ki je te temne pasove povezal z obliko Saturnovega magnetnega polja. Na kratko je predlagal, da so električno nabiti delci ledu iz Saturnovih obročev tekli po nevidnih magnetnih poljih in so bili odloženi kot voda v Saturnovi zgornji atmosferi.
Nekatere ugotovitve iz Cassinijevega velikega finala. Zasluge: NASA/JPL-Caltech
Po Connerneyjevem mnenju so se ti delci električno napolnili bodisi z UV-sevanjem Sonca bodisi s plazemskimi oblaki, ki jih povzročajo mikrometeoroidi, ki bombardirajo obroče. Ko se to zgodi, bi delci občutili vleko Saturnovega magnetnega polja in bi jih potegnila Saturnova gravitacija vzdolž silnic, ki bi jih odložila v zgornjo atmosfero.
Ti ledeni delci bi nato izhlapevali in kemično sodelovali s Saturnovo ionosfero, kar bi imelo učinek odpiranja meglice v stratosferi. Ta območja bi bila videti temnejša v odbiti svetlobi, kar bi ustvarilo videz zatemnjenih pasov v Saturnovi atmosferi. Drug rezultat bi bila podaljšana življenjska doba v električno nabitih delcih, znanih kot ioni H3+ (ki so sestavljeni iz treh protonov in dveh volitev).
Prisotnost teh ionov je O'Donoghue in njegova ekipa lahko potrdila Connerneyjevo teorijo. Z uporabo teleskopa Keck je ekipa lahko opazovala te ione na Saturnovi severni in južni polobli, zahvaljujoč načinu, kako žarijo v infrardečem spektru (kar se zgodi, ko so v interakciji s sončno svetlobo). Te pasove so opazili na mestih, kjer linije magnetnega polja, ki sekajo ravnino obroča, vstopajo v planet.
Nato so analizirali svetlobo, da bi določili količino dežja, ki je v interakciji s Saturnovo ionosfero, kar bi pokazalo, koliko delcev ledu se povleče iz Saturnovih obročev. Ugotovili so, da se ujema z visokimi vrednostmi, ki so jih izpeljali Connerney in njegovi kolegi v svoji študiji iz leta 1986.
Saturnova luna Enceladus plava pred obroči in drobna luna Pandora v tem pogledu, ki ga je Nasino vesoljsko plovilo Cassini ujelo 1. novembra 2009, Zasluge: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Ekipa je odkrila tudi žareč pas na višji zemljepisni širini na južni polobli, ki je mesto, kjer se Saturnovo magnetno polje seka z orbito Enceladusa. Astronomi že nekaj časa vedo, da so gejzirji, ki občasno izbruhnejo iz južnega polarnega območja Enceladusa (ki so posledica geološke aktivnosti v notranjosti), odgovorni za obnavljanje Saturnovega E-obroča .
Ta najnovejša ugotovitev bi pokazala, da nekateri ledeni delci, ki jih oddaja Enceladus, dežuje tudi na Saturn, kar prav tako prispeva k temnim pasom planeta. Kot Connerney navedeno :
'To ni bilo popolno presenečenje. Enceladus in E-prstan smo identificirali tudi kot obilen vir vode, na podlagi drugega ozkega temnega pasu na tej stari podobi Voyagerja.
Če pogledamo naprej, bi ekipa želela videti, kako se dež v obroču spreminja zaradi sezonskih sprememb na Saturnu. Saturnovo orbitalno obdobje, ki je 29,4 leta, povzroči, da so njegovi obroči izpostavljeni različnim stopnjam sonca. Ker izpostavljenost UV svetlobi polni ledena zrna v obroču in povzroči njihovo interakcijo s Saturnovim magnetnim poljem, bi morale različne ravni izpostavljenosti neposredno vplivati na količino obročastega dežja v zgornji atmosferi.
Te ugotovitve, zaradi katerih znanstveniki ponovno premislijo svoje prejšnje domneve o Saturnovem sistemu, so le zadnje odkritje, ki prihaja izCassiniposlanstvo. Čeprav je orbiter končal svojo misijo pred dvema letoma z trkom v Saturnovo atmosfero, podatki, ki jih je poslal nazaj, še vedno izpodbijajo nekatere starejše teorije o Saturnu, medtem ko potrjujejo druge.
Obvezno si oglejte to animacijo Saturnovih izginjajočih prstanov z dovoljenjem NASA Goddard Space Center:
