Szaturnusz, a Naprendszer Gyűrűinek Ura, soha nem szűnik meg ámulatba ejteni minket. Bár évtizedek óta vizsgálják, a legújabb kutatások egy teljesen váratlan és lenyűgöző jelenséget tártak fel: híres gyűrűi nemcsak a bolygót díszítik, hanem megváltoztatja és felmelegíti felső légkörét. Egy felfedezés, amely átírja azt, amit eddig a Naprendszer második legnagyobb bolygójáról tudtunk.
Ez az évtizedekig észrevétlen jelenség a NASA és az ESA több űrmissziójának együttműködésének köszönhetően beigazolódott. A kulcs a mérésekben volt ultraibolya sugárzás és hogyan tárja fel a Szaturnusz légkörének összetételében és hőmérsékletében bekövetkezett változásokat. Minden arra utal, hogy a gyűrűkből kis részecskék zuhognak a bolygóra, megváltoztatva annak légköri szerkezetét.
Szaturnusz: egyedi személyiséggel rendelkező gázóriás
Impozáns gyűrűrendszerével és térfogatával, amely a Naprendszer második legnagyobb bolygójává teszi, A Szaturnusz egy igazi űrkolosszus. A Naptól mintegy 1.426 milliárd kilométerre található, egyenlítői átmérője pedig meghaladja a 120.000 XNUMX kilométert. Főleg az alkotta hidrogén és hélium, hiányzik a szilárd felület. A feltételezések szerint azonban vasból, nikkelből és más nehéz anyagokból álló szilárd mag található a mélyében.
Az 1.800 km/h sebességet is elérő erős szelek által felkavart atmoszférája látható bézs, sárga és szürke sávokat mutat, ahol kialakulnak. hatalmas és kiszámíthatatlan viharok. Az egyik legfurcsább megfigyelt jelenség az hatszög az északi sarkán, állandóan forgó levegősugár által kialakított stabil szerkezet.
A Szaturnusz gyűrűi: összetétel, szerkezet és rejtélyek
A Szaturnusz hét fő gyűrűje, A, B, C, D, E, F és G, Nincsenek ábécé sorrendben a bolygótól való távolsága szerint, hanem a felfedezése szerint. Főleg abból állnak jégdarabok, sziklák és por, egyesek minimális méretűek, mások pedig akkorák, mint egy hegy. Ezek a részecskék elképesztő pontossággal keringenek a Szaturnusz körül, és a kozmoszban páratlan vizuális látványt keltenek.
A legfrissebb adatok szerint a gyűrűk nem örökkévalók. Becslések szerint 10-100 millió évvel ezelőtt keletkeztek, és körülbelül 300 millió év alatt eltűnhetnek az úgynevezett "gyűrűeső" jelenség miatt, amelyben a gyűrűből származó anyag a gravitációs és elektromágneses erők hatására a bolygó felé hullik.
A váratlan felfedezés: a gyűrűk felmelegítik a Szaturnusz légkörét
Több mint 40 éven át a csillagászok és asztrofizikusok figyelmen kívül hagytak egy lényeges részletet. Szükség volt a csillagász beavatkozására Lotfi Ben-Jaffel és több éves adatgyűjtés ennek megerősítésére A gyűrűk hőt termelnek a bolygó felső légkörében. Teljesen új jelenség a Naprendszerben.
Az egész akkor kezdődött, amikor a többlet ultraibolya sugárzás amely a forró hidrogén spektrumvonalaként nyilvánult meg. Ezt az anomáliát olyan ikonikus küldetések fedélzetén lévő műszerek vették fel, mint pl Voyager 1 és 2, Cassini, International Ultraviolet Explorer és a Hubble Űrteleszkóp.
Az adatok három évtizedes összehasonlítása és kalibrálása után megállapították, hogy ez az UV-kibocsátás állandó maradt, kizárva a nap variabilitását, és közvetlenül a Szaturnusz belső jelenségeire utal. A legkoherensebb magyarázat az A gyűrűkből származó por és jég bizonyos szélességi körökre hullva megváltoztatja a légkör összetételét és hőmérsékletét..
Hogyan zajlott a kutatás, és mely küldetésekről volt szó
A Ben-Jaffel által vezetett tanulmány megkövetelte a több űrmisszióból származó adatok integrálása. Mindegyikük hozzájárult egy létfontosságú részhez a rejtvényhez:
- Voyager 1 és 2: Először az 80-as években észlelték az ultraibolya sugárzás növekedését, amikor a Szaturnusz mellett haladtak.
- Nemzetközi Ultraibolya Explorer: 1978-tól UV-megfigyeléseket nyújtott.
- TEL Hubble: Képalkotó spektrográfja (STIS) fontos szerepet játszott a régi és az új adatok kalibrálásában.
- Cassini: A legteljesebb küldetés, amely 2004 és 2017 között működött, és élettartama végén szó szerint belemerült a bolygó légkörébe.
Miután az ultraibolya fény spektrumát összehasonlították a küldetések között, a teljes konzisztencia az adatok között. Ez a következetesség határozott bizonyítéka volt arra, hogy a túlzott sugárzás nem műtermék vagy mérési hiba, hanem valódi jelenség a Szaturnuszban.
Pontosan mi okozza ezt a felmelegedést?
Az elemzés azt mutatja több tényező kombinációja a légköri felmelegedés mögött:
- Mikrometeorit hatások amelyek lerázzák a részecskéket a gyűrűkről.
- Napszél amely a jeges port a Szaturnusz felé löki.
- A Nap ultraibolya sugárzása amely gerjeszti a gyűrűs részecskéket, kémiai kölcsönhatásokat generálva.
- Elektromágneses erők amelyek töltött részecskéket vonszolnak a bolygó felé.
Mindezek a részecskék a Szaturnusz légkörébe a állandó vízesés, elsősorban az atomi hidrogént érinti. Ez a kölcsönhatás megváltoztatja az összetételt és generál a mérhető hőmérséklet-emelkedés meghatározott magasságokban.
Jövőbeli alkalmazások: Kideríthetünk-e gyűrűs exobolygókat?
Ennek a felfedezésnek az egyik legérdekesebb aspektusa a lehetséges alkalmazása a exobolygókat keresni. Ben-Jaffel szerint, ha hasonló túlzott ultraibolya sugárzást észlelünk a távoli csillagrendszerek más bolygóin, akkor következtethetünk a Szaturnuszhoz hasonló gyűrűk jelenlétére.
Ez a megállapítás megnyitja az ajtót egy új tanulmányi forma előtt, amely a keresd az "exorings" kifejezést, ami döntő fontosságú lehet a bolygófejlődés máshol az univerzumban, valamint a bolygói légkör és a környező anyag közötti kölcsönhatás megértésében.
Ezenkívül a Cassini-misszió párhuzamos vizsgálatai ezt mutatták ki Ezek a részecskék szerves anyagokat tartalmazhatnak, ami számos kérdést vet fel eredetével és annak lehetőségével kapcsolatban, hogy összetett anyagok lehetnek jelen a gyűrűk szerkezetében vagy olyan holdakon, mint az Enceladus vagy a Titán.
Annak ellenére, hogy a Szaturnusz az egyik legtöbbet tanulmányozott bolygó, továbbra is kozmikus nagyságrendű meglepetéseket kínál. Gyűrűinek légkörére gyakorolt hatása nem csak a bolygók viselkedésének korábbi modelljeit kérdőjelezi meg, hanem kulcsa lehet a hasonló rendszerek észlelésének az űr más szegleteiben is. Ami egykor egyszerű csillagászati dísznek tűnt, most kiderült, hogy összetett fizikai jelenség, amely tele van a modern asztrofizika számára.
