Je to už takmer štyridsať rokov od roku 2007 Voyager 1 a 2 misie navštívili systém Saturn. Keď sondy lietali s plynovým gigantom, dokázali zachytiť niekoľko úžasných snímok atmosféry planéty, jej mnohých mesiacov a ikonického kruhového systému s vysokým rozlíšením. Sondy okrem toho odhalili, že Saturn pomaly strácal svoje prstence, a to rýchlosťou, ktorá by ich videla asi za 100 miliónov rokov.
V nedávnej dobe Cassini orbiter navštívil systém Saturn a strávil viac ako 12 rokov štúdiom planéty, jej mesiacov a kruhového systému. A podľa nového výskumu založeného na Cassiniho dáta, zdá sa, že Saturn stráca svoje zvonenie pri maximálnej rýchlosti predpokladanej cestovateľ misií. Podľa štúdie Saturnove prstene pohltil plynový gigant rýchlosťou, ktorá znamená, že za menej ako 100 miliónov rokov by mohli byť preč.
Štúdia, ktorá sa nedávno objavila v časopise Icarus, bol vedený Jamesom O'Donoghue z Goddard Space Flight Center NASA a bol členom členov NASA Jet Propulsion Laboratory, Centra pre vesmírnu fyziku, Space Research Corporation, University of Leicester a University College London.
Podľa údajov získaných cestovateľ sondy v rokoch 1980 a 1981, ľadové častice zo Saturnových prstencov sú vtiahnuté gravitáciou planéty potom, čo sa stali predmetom magnetického poľa Saturn - čo ich zmenilo na zaprášený „kruhový dážď“ v saturnovej hornej atmosfére. Ako však naznačil James Donahue v nedávnej tlačovej správe NASA, situácia môže byť horšia, ako sa pôvodne predpokladalo:
„Odhadujeme, že tento„ kruhový dážď “vypustí z vody množstvo vody, ktoré by za pol hodiny mohlo naplniť plavecký bazén olympijskej veľkosti zo Saturnových prsteňov. Od tohto jediného bude celý kruhový systém preč za 300 miliónov rokov, ale k tomu pridajte Cassiniho kozmickú loď, ktorá zistila, že meraný prstencový materiál spadol do Saturnovho rovníka a prstene musia žiť menej ako 100 miliónov rokov. Toto je relatívne krátke v porovnaní so Saturnovým vekom viac ako 4 miliardy rokov. “
Cassini študoval stratu Saturnovho prstencového materiálu ako súčasť svojho finále Grande, kde kozmická loď strávila zvyšné palivo vedením 22 dráh medzi Saturnom a jeho prstencami. Bol to významný úspech, pretože plavidlo Cassini išlo tam, kam sa žiadna kozmická loď nikdy neodvážila ísť, a ani nebola navrhnutá na lietanie v tomto prostredí.
napriek tomu, Cassini bol schopný získať informácie, ktoré potvrdili, čo cestovateľ sondy spozorované pred desiatkami rokov, ako aj odpoveď na starodávne tajomstvo Saturnových prsteňov. Vedci sa v podstate dlho pýtali, či sa Saturn vytvoril so svojimi prstencami alebo ich získal neskôr v živote. Tento nový výskum naznačuje, že je pravdepodobné, že ide o druhý scenár a že ich Saturn získal pomerne nedávno vo svojej histórii.
Podľa ich štúdie O'Donahue a jeho kolegovia odhadli, že Saturnov prstencový systém pravdepodobne nebude starší ako 100 miliónov rokov, pretože by trvalo tak dlho, kým sa C-krúžok nezmení tak hustý ako B-krúžok na to, čo je to dnes. V tejto súvislosti O'Donoghue vysvetľuje, že ľudstvo má šťastie, že je v čase, keď tam prstene stále boli:
„Máme to šťastie, že sme tu a vidíme Saturnov prstencový systém, ktorý sa zdá byť v polovici svojej životnosti. Ak sú však krúžky dočasné, možno sme len prehliadli obrie kruhové systémy Jupiter, Urán a Neptún, ktoré majú dnes už len tenké prstene! “
Ako už bolo uvedené, prvé náznaky „prsteňového dažďa“ pochádzajú z cestovateľ misií, ktoré vyplynuli z pozorovaní toho, čo sa považovalo za tri nesúvisiace javy. Patria sem zmeny v Saturnovej elektricky nabitej ionosfére, zmeny hustoty v Saturnových prstencoch a úzke tmavé pruhy obklopujúce severné stredné šírky planét.
V roku 1986 publikoval Jack Connerney - výskumný pracovník Goddardovho vesmírneho centra NASA a spoluautor nedávnej štúdie - výskumný dokument, ktorý tieto tmavé pásy spájal s tvarom Saturnovho magnetického poľa. Stručne povedané, navrhol, aby elektricky nabité ľadové častice zo Saturnových krúžkov stekali po neviditeľných linkách magnetického poľa a boli ukladané ako voda v saturnovej hornej atmosfére.
Podľa Connerney sa tieto častice elektricky nabili buď UV žiarením zo Slnka alebo plazmatickými mrakmi spôsobenými mikrometeoroidmi bombardujúcimi krúžky. Akonáhle sa to stane, častice by pocítili ťah Saturnovho magnetického poľa a boli by vtiahnuté Saturnovou gravitáciou pozdĺž poľných línií, ktoré ich uložia do hornej atmosféry.
Tieto ľadové častice sa potom odparia a chemicky interagujú so Saturnovou ionosférou, čo by malo za následok odplavenie zákalu v stratosfére. Tieto oblasti by sa v odrazenom svetle javili ako tmavšie, čím by sa v saturnovej atmosfére vytvoril dojem stmavnutých pásov. Ďalším výsledkom by bola predĺžená životnosť elektricky nabitých častíc známych ako ióny H3 + (ktoré sa skladajú z troch protónov a dvoch volieb).
Prítomnosť týchto iónov spočívala v tom, ako O'Donoghue a jeho tím dokázali potvrdiť Connerneyho teóriu. Použitím Keckovho ďalekohľadu bol tím schopný pozorovať tieto ióny v saturnských severných a južných hemisférach vďaka spôsobu, akým žiaria v infračervenom spektre (čo sa stáva, keď interagujú so slnečným žiarením). Tieto pásy boli pozorované v miestach, kde magnetické siločiary, ktoré pretína kruhovú rovinu, vstupujú na planétu.
Potom analyzovali svetlo, aby určili množstvo dažďa, ktoré interaguje so Saturnovou ionosférou, čo by naznačovalo, koľko cesty ľadových častíc bolo vytiahnutých zo Saturnových prstencov. Zistili, že sa zhoduje s vysokými hodnotami, ktoré odvodili Connerney a jeho kolegovia v štúdii z roku 1986.
Tím tiež objavil žiariaci pás vo vyššej zemepisnej šírke na južnej pologuli, ktorá sa stáva miestom, kde sa Saturnovo magnetické pole pretína s obežnou dráhou Enceladus. Astronómovia už nejakú dobu vedia, že gejzíry, ktoré pravidelne vypukli z južnej polárnej oblasti Enceladusu (ktoré sú výsledkom geologickej aktivity vo vnútri), sú zodpovedné za doplnenie Saturnovho E-kruhu.
Toto posledné zistenie naznačuje, že niektoré z ľadových častíc emitovaných Enceladom prší tiež na Saturn, čo tiež prispieva k temným pásmom planéty. Ako uviedol Connerney:
"To nebolo úplné prekvapenie." Identifikovali sme Enceladus a E-krúžok ako veľký zdroj vody aj na základe iného úzkeho tmavého pruhu v tom starom Voyagerovom obrázku. “
Pri pohľade do budúcnosti by tím rád videl, ako sa prsteňový dážď mení v dôsledku sezónnych zmien na Saturn. Saturnovo orbitálne obdobie, ktoré je 29,4 rokov, spôsobuje, že jeho prstene sú vystavené rôznym stupňom slnečného žiarenia. Pretože vystavenie ultrafialovému žiareniu nabíja ľadové zrná v kruhu a spôsobuje ich interakciu s Saturnovým magnetickým poľom, rôzne úrovne vystavenia by mali mať priamy vplyv na množstvo kruhových dažďov v hornej atmosfére.
Tieto zistenia, ktoré vedú vedcov k prehodnoteniu svojich pôvodných predpokladov o systéme Saturn, sú iba posledným objavom, ktorý vyplynul z Cassini poslanie. Aj keď orbiter ukončil svoju misiu pred dvoma rokmi, keď narazil do Saturnovej atmosféry, údaje, ktoré poslal späť, stále vyzývajú niektoré staršie teórie o Saturnovi, zatiaľ čo iné potvrdzujú.
Nezabudnite sa pozrieť na túto animáciu Saturnových zmiznutých krúžkov, so súhlasom Goddard Space Center NASA:
