Pierścienie Saturna dostarczyły naukowcom informacji, których potrzebowali, aby w końcu określić, jak długo trwa dzień na gazowym olbrzymie.
(Zdjęcie: © NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
Ustaw swoje zegary na 10 godzin, 33 minut i 38 sekund - naukowcy w końcu zorientowali się, jak długo trwa dzień na Saturnie, rozbijając tajemnicę gazowego giganta.
Tak wynika z niedawno opublikowanych badań, które wykorzystują dane zebrane przez misję Cassini NASA przed zniszczeniem statku we wrześniu 2017 r. Nowe obliczenia zmniejszają kilka minut wcześniejszych szacunków dotyczących dnia Saturna, które naukowcy robili od dziesięcioleci na podstawie danych z misji Cassini i jego poprzednik, Voyager.
„Naukowcy wykorzystali fale w pierścieniach, aby zajrzeć do wnętrza Saturna, i wyskoczyli z tej długo poszukiwanej, fundamentalnej cechy planety. I to naprawdę solidny wynik”, powiedziała Linda Spilker, naukowiec z Cassini Project. „Pierścienie miały odpowiedź”. [Na zdjęciach: Misja Cassini kończy się epickim zanurzeniem w Saturnie]
Może się wydawać, że powinien być łatwo zmierzyć długość dnia na planecie - po prostu poczekaj i obserwuj, jak świat się kręci. Ale dokładna długość dnia Saturna zaskakuje naukowców od dziesięcioleci. Ponieważ planeta jest gazowym gigantem, badacze nie mogą oglądać stałych punktów orientacyjnych przez chmury, tak jak mogliby to zrobić przy skalistej planecie.
Naukowcy mogą również zwykle używać nachylenia pola magnetycznego planety do pomiaru długości dnia. Ale to nie działało w przypadku Saturna, ponieważ pole prawie idealnie wyrównuje się z osią obrotu planety, utrudniając ich obliczenia. Pewien naukowiec, który badał pole magnetyczne planety, powiedział, że niepewność dnia jest „trochę zawstydzająca”, mówiąc w wywiadzie dla Space.com na temat badań opublikowanym w październiku.
Wyzwania te pozostawiły naukowców z przybliżonymi szacunkami mieszczącymi się między 10 godzin, 36 minut a 10 godzin, 48 minut - niezbyt satysfakcjonujące.
W opublikowanych dzisiaj badaniach przyjęto zupełnie inne podejście - nie patrząc na samą planetę, ale na jej delikatne pierścienie. Pomysł ten został zaproponowany w 1982 roku, ale dopiero w misji Cassini naukowcy mieli dane, aby sprawdzić, czy technika zadziała.
Chodzi o to, że gdy Saturn obraca się, jego wnętrze lekko się porusza, powodując niewielkie zmiany w polu grawitacyjnym planety. Te niewielkie zmiany rozbryzgują się na kawałki lodu w pierścieniach, które zdobią gazowego giganta, powodując małe fale w pierścieniach.
„Cząsteczki w pierścieniach nie mogą nie odczuwać tych oscylacji w polu grawitacyjnym”, powiedział główny autor Christopher Mankovich, absolwent astronomii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz, w oświadczeniu. „W określonych miejscach w pierścieniach oscylacje wychwytują cząsteczki pierścienia we właściwym czasie na ich orbitach, aby stopniowo gromadzić energię, a energia ta jest przenoszona jako obserwowalna fala”.
Tak więc, Mankovich i jego koledzy badali te obserwowalne fale i wykorzystali je do cofnięcia się do wnętrza samej planety. W ten sposób naukowcy wymyślili pomiar 10 godzin, 33 minut i 38 sekund. Nadal nie jest osadzony w kamieniu - słupki błędów w tym obliczeniu rozciągają się od minuty do 52 sekund dłużej i od minuty do 19 sekund krócej. Ale zakres nowych obliczeń przekracza 12-minutowe okno.
Badanie zostało opisane w artykule opublikowanym wczoraj (17 stycznia) w The Astrophysical Journal.
