Saturn, Pán prstenů sluneční soustavy, nás nepřestává udivovat. Přestože je předmětem zkoumání po celá desetiletí, nedávný výzkum odhalil zcela nečekaný a fascinující jev: jeho slavné prstence nejen zdobí planetu, ale jsou také měnit a ohřívat jeho horní atmosféru. Objev, který přepisuje to, co jsme doposud věděli o druhé největší planetě sluneční soustavy.
Tento fenomén, který zůstával bez povšimnutí po celá desetiletí, byl potvrzen díky spolupráci několika vesmírných misí NASA a ESA. Klíč byl v měřeních ultrafialová radiace a jak odhaluje změny ve složení a teplotě atmosféry Saturnu. Vše nasvědčuje tomu, že malé částice z prstenců kaskádovitě proudí na planetu a mění její atmosférickou strukturu.
Saturn: plynný obr s jedinečnou osobností
Se svým impozantním prstencovým systémem a objemem, který z něj dělá druhou největší planetu sluneční soustavy, Saturn je skutečný vesmírný kolos. Nachází se asi 1.426 miliardy kilometrů od Slunce a jeho rovníkový průměr přesahuje 120.000 XNUMX kilometrů. Tvořeno především vodík a helium, postrádá pevný povrch. Spekuluje se však o tom, že by se v jeho hlubinách mohlo nacházet pevné jádro složené ze železa, niklu a dalších těžkých materiálů.
Jeho atmosféra, zmítaná silnými větry, které mohou dosahovat rychlosti až 1.800 km/h, vykazuje viditelné béžové, žluté a šedé pásy, kde se tvoří. masivní a nepředvídatelné bouře. Jedním z nejkurióznějších pozorovaných jevů je šestiúhelník na jeho severním pólu, stabilní struktura tvořená neustále rotujícím tryskovým proudem vzduchu.
Saturnovy prstence: složení, struktura a záhady
Sedm hlavních prstenců Saturnu, označených A, B, C, D, E, F a G, Nejsou seřazeny v abecedním pořadí podle jeho vzdálenosti od planety, ale podle jeho objevu. Jsou tvořeny především kusy ledu, kamení a prachu, některé s minimálními rozměry a jiné velké jako hora. Tyto částice obíhají kolem Saturnu s úžasnou přesností a vytvářejí vizuální podívanou, která nemá v kosmu obdoby.
Podle nejnovějších údajů prsteny nejsou věčné. Odhaduje se, že vznikly před 10 až 100 miliony let a že by mohly zmizet asi za 300 milionů let v důsledku jevu takzvaného „prstencového deště“, při kterém materiál z prstence padá směrem k planetě vlivem gravitačních a elektromagnetických sil.
Nečekaný objev: prstence zahřívají atmosféru Saturnu
Více než 40 let astronomové a astrofyzici přehlíželi podstatný detail. Zásah astronoma byl nutný Lotfi Ben-Jaffel a roky shromažďování údajů, které to mají potvrdit Prstence generují teplo v horní atmosféře planety. Zcela nový fenomén ve sluneční soustavě.
Všechno to začalo, když nadbytek ultrafialová radiace která se projevila jako spektrální čára horkého vodíku. Tuto anomálii zachytily přístroje na palubě ikonických misí jako např Voyager 1 a 2, Cassini, International Ultraviolet Explorer a Hubbleův vesmírný dalekohled.
Po porovnání a kalibraci dat během tří dekád bylo zjištěno, že tato UV emise zůstala konstantní, což vylučuje sluneční variabilitu a ukazuje přímo na vnitřní jevy na Saturnu. Nejsouvislejší vysvětlení je takové Prach a led z prstenců tím, že dopadají na určité zeměpisné šířky, mění složení a teplotu atmosféry..
Jak výzkum probíhal a o které mise se jednalo
Studie vedená Ben-Jaffelem vyžadovala integrace dat z více vesmírných misí. Každý z nich přispěl důležitou součástí skládačky:
- Voyager 1 a 2: Poprvé zaznamenali nárůst ultrafialového záření při průchodu Saturnem v 80. letech XNUMX. století.
- International Ultraviolet Explorer: Poskytuje UV pozorování od roku 1978.
- TEL Hubble: Jeho zobrazovací spektrograf (STIS) byl nápomocný při kalibraci starých a nových dat.
- Cassini: Nejúplnější mise, funkční v letech 2004 až 2017, kde se na konci své životnosti doslova ponořila do atmosféry planety.
Jakmile byla spektra ultrafialového světla porovnána mezi misemi, a úplná konzistence mezi daty. Tato konzistence byla definitivním důkazem toho, že nadměrné záření nebylo artefaktem nebo chybou měření, ale skutečným jevem uvnitř Saturnu.
Co přesně způsobuje toto oteplování?
Analýza tomu nasvědčuje kombinace více faktorů stojí za tímto oteplováním atmosféry:
- Dopady mikrometeoritů které setřásají částice z prstenců.
- Solární bouře která tlačí ledový prach směrem k Saturnu.
- Ultrafialové záření ze Slunce který excituje prstencové částice a vytváří chemické interakce.
- Elektromagnetické síly které táhnou nabité částice směrem k planetě.
Všechny tyto částice vstupují do atmosféry Saturnu ve formě a neustálý vodopád, ovlivňující hlavně atomární vodík. Tato interakce mění složení a vytváří a měřitelný nárůst teploty v konkrétních nadmořských výškách.
Budoucí aplikace: Můžeme detekovat exoplanety s prstenci?
Jedním z nejzajímavějších aspektů tohoto objevu je jeho potenciální aplikace v hledat exoplanety. Podle Ben-Jaffela, pokud dokážeme detekovat podobný přebytek ultrafialového záření na jiných planetách ve vzdálených hvězdných systémech, mohli bychom odvodit přítomnost prstenců, jako je Saturnův.
Toto zjištění otevírá dveře nové formě studia známé jako hledat 'exoringy', což by mohlo být klíčové pro pochopení planetárního vývoje jinde ve vesmíru a interakce mezi planetárními atmosférami a okolním materiálem.
Navíc to odhalila paralelní vyšetřování mise Cassini Tyto částice mohou obsahovat organické materiály, což vyvolává četné otázky o jeho původu a možnosti, že ve struktuře prstenců nebo na měsících, jako je Enceladus nebo Titan, mohou být přítomny složité materiály.
Saturn, přestože je jednou z nejvíce prozkoumaných planet, nadále nabízí překvapení kosmické velikosti. Dopad jejích prstenců na atmosféru nejenže zpochybňuje předchozí modely chování planet, ale mohl by se stát i klíčem k detekci podobných systémů v jiných koutech vesmíru. To, co se dříve zdálo jako jednoduchá astronomická ozdoba, se nyní ukazuje jako složitý fyzikální jev, plný důsledků pro moderní astrofyziku.
