Nuo to laiko praėjo beveik keturiasdešimt metų „Voyager 1“ ir 2 misijos aplankė Saturno sistemą. Kai zondai skrido dujų milžinu, jie sugebėjo užfiksuoti nuostabius aukštos skiriamosios gebos planetos atmosferos, daugybės jos mėnulių ir ikoninės žiedo sistemos vaizdus. Be to, zondai taip pat atskleidė, kad Saturnas pamažu praranda savo žiedus tokiu greičiu, kuris juos pamatytų maždaug po 100 milijonų metų.
Visai neseniai Cassini Orbitas apsilankė Saturno sistemoje ir praleido daugiau nei 12 metų tyrinėdamas planetą, jos mėnulius ir žiedų sistemą. Ir remiantis naujais tyrimais, pagrįstais Cassini's duomenys rodo, kad Saturnas praranda žiedus maksimaliu greičiu, kurį numatė Voyager misijos. Tyrimo duomenimis, Saturno žiedus dujų milžinas apiplėšė tokiu greičiu, kad jie gali išnykti per mažiau nei 100 milijonų metų.
Tyrimas, kuris neseniai pasirodė žurnale Icarus, jam vadovavo Jamesas O'Donoghue'as iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro ir jame dalyvavo nariai iš NASA reaktyvinio varymo laboratorijos, Kosmoso fizikos centro, Kosmoso tyrimų korporacijos, Lesterio universiteto ir Londono universiteto koledžo.
Remiantis Voyager zondai 1980 ir 1981 m., ledines Saturno žiedų daleles traukia planetos gravitacija, patekę į Saturno magnetinį lauką - tai paverčia juos dulkėtu „žiedo lietumi“ Saturno viršutinėje atmosferoje. Tačiau, kaip Jamesas Donahue nurodė naujausiame NASA pranešime spaudai, padėtis gali būti blogesnė, nei buvo įtariama iš pradžių:
„Manome, kad šis„ žiedinis lietus “ištuština tokį kiekį vandens produktų, kuris per pusvalandį galėtų užpildyti olimpinio dydžio baseiną iš Saturno žiedų. Vien tik visa žiedų sistema nebebus naudojama per 300 milijonų metų, tačiau prie to pridėkite kosminių laivų „Cassini“ išmatuotą žiedinę medžiagą, patekusią į Saturno pusiaują, o žiedams gyventi liko mažiau nei 100 milijonų metų. Tai yra gana trumpai, palyginti su Saturno amžiumi, viršijančiu 4 milijardus metų. “
Cassini tyrinėjo Saturno žiedo medžiagos praradimą, kai dalyvavo „Grande Finale“, kur erdvėlaivis likusį kurą praleido atlikdamas 22 orbitus tarp Saturno ir jo žiedų. Tai buvo reikšmingas laimėjimas, nes „Cassini“ laivas plaukė ten, kur dar niekada neišdrįso plaukti, ir net nebuvo sukurtas skraidyti šioje aplinkoje.
Nepaisant to, Cassini galėjo gauti informacijos, patvirtinančios tai, kas Voyager zondai, stebimi prieš dešimtmečius, taip pat atsakyti į senatvės paslaptį apie Saturno žiedus. Iš esmės mokslininkai ilgai svarstė, ar Saturnas susiformavo su savo žiedais, ar įsigijo juos vėliau. Šis naujas tyrimas rodo, kad tikėtina, kad pastarasis scenarijus, ir kad Saturnas juos įsigijo palyginti neseniai per savo istoriją.
Remiantis jų tyrimu, O'Donahue ir jo kolegos įvertino, kad Saturno žiedo sistema greičiausiai nebus senesnė nei 100 milijonų metų, nes prireiktų tiek laiko, kad C žiedas būtų toks tankus kaip B žiedas. tai yra šiandien. Šiuo atžvilgiu, aiškina O’Donoghue, žmonijai pasisekė būti tuo metu, kai dar buvo žiedai:
„Mums pasisekė, kad galime pamatyti Saturno žiedų sistemą, kuri, atrodo, yra jo gyvenimo viduryje. Tačiau, jei žiedai yra laikini, galbūt mes tiesiog praleidome pamatyti milžiniškas Jupiterio, Urano ir Neptūno žiedų sistemas, kurios šiandien turi tik plonus žiedus! “
Kaip minėta, pirmosios „žiedo lietaus“ užuominos kilo iš Voyager misijos, įvykusios stebint tuos, kurie, kaip manoma, buvo trys nesusiję reiškiniai. Tai apėmė Saturno elektriškai įkrautos jonosferos kitimus, Saturno žiedų tankio pokyčius ir siauros tamsios juostos, apjuosiančios šiaurines planetų platumas.
1986 m. Jackas Connerney - NASA Goddardo kosminio centro tyrėjas ir naujausio tyrimo bendraautorius - paskelbė tyrimo dokumentą, kuriame šios tamsiosios juostos buvo susietos su Saturno magnetinio lauko forma. Trumpai tariant, jis pasiūlė, kad elektra įkrautos ledo dalelės iš Saturno žiedų tekėtų nematomomis magnetinio lauko linijomis ir būtų nusodinamos kaip vanduo Saturno viršutinėje atmosferoje.
Šios dalelės, pasak Connerney, buvo įkrautos elektra arba saulės spinduliais nuo saulės, arba dėl plazmos debesų, kuriuos sukėlė mikrometeoroidai, bombarduojantys žiedus. Kai tai įvyks, dalelės pajus Saturno magnetinio lauko trauką ir Saturno gravitacija jas traukia išilgai lauko linijų, kurios jas nusodins viršutinėje atmosferoje.
Tuomet šios ledo dalelės išgaruotų ir chemiškai sąveikautų su Saturno jonosfera, o tai pašalintų miglą migla stratosferoje. Šios sritys atspindėtoje šviesoje pasirodys tamsesnės, taigi Saturno atmosferoje atsiras tamsių juostų. Kitas rezultatas - padidėjęs elektrai įkrautų dalelių, žinomų kaip H3 + jonai (kuriuos sudaro trys protonai ir du rinkimai), gyvenimo trukmė.
Dėl šių jonų buvimo O'Donoghue ir jo komanda sugebėjo patvirtinti Connerney teoriją. Naudodama Kecko teleskopą, komanda sugebėjo pastebėti šiuos jonus Saturno šiauriniame ir pietiniame pusrutuliuose dėl to, kaip jie šviečia infraraudonųjų spindulių spektre (tai atsitinka, kai jie sąveikauja su saulės spinduliais). Šios juostos buvo stebimos vietose, kur į planetą patenka žiedo plokštumą kertančios magnetinio lauko linijos.
Tada jie išanalizavo šviesą, kad nustatytų lietaus, sąveikaujančios su Saturno jonosfera, kiekį, kuris parodytų, kiek ledo dalelių buvo traukiamos iš Saturno žiedų. Jie nustatė, kad tai atitiko aukštas vertybes, kurias Connerney ir jo kolegos išvedė jų 1986 m. Tyrime.
Komanda taip pat atrado žėrinčią juostą didesnėje platumoje pietiniame pusrutulyje, kuri yra ta vieta, kur Saturno magnetinis laukas susikerta su Enceladus orbita. Jau kurį laiką astronomai žinojo, kad už Saturno E žiedo papildymą atsakingi geizeriai, periodiškai išsiveržiantys iš Encelado pietinio polinio regiono (kurie yra geologinio aktyvumo rezultatas interjere).
Šis naujausias atradimas parodytų, kad kai kurios ledinės dalelės, kurias skleidžia Enceladus, liejasi ir ant Saturno, o tai taip pat prisideda prie tamsių planetos juostų. Kaip nurodė Connerney:
„Tai nebuvo visiška staigmena. Remdamiesi kita siaura tamsia juosta tame sename „Voyager“ paveiksle, Enceladus ir E žiedą taip pat nustatėme kaip gausų vandens šaltinį. “
Žvelgiant į ateitį, komanda norėtų pamatyti, kaip keičiasi žiedinis lietus dėl sezoninių pokyčių Saturne. Dėl Saturno orbitos periodo, kuris yra 29,4 metų, jo žiedai yra veikiami įvairaus laipsnio saulės. Kadangi UV spindulių poveikis apkrauna žiedo ledo grūdelius ir sukelia jų sąveiką su Saturno magnetiniu lauku, kintantys ekspozicijos lygiai turėtų daryti tiesioginę įtaką žiedo lietaus kiekiui viršutinėje atmosferoje.
Šie atradimai, kurie priverčia mokslininkus permąstyti anksčiau laikytas prielaidas apie Saturno sistemą, yra tik naujausias atradimas iš Cassini misija. Nors orbitas prieš dvejus metus baigė savo misiją, atsidūręs Saturno atmosferoje, jo atsiųsti duomenys vis dar ginčija kai kurias senesnes teorijas apie Saturną, tuo pačiu patvirtindami kitus.
NASA Goddardo kosminio centro sutikimu, būtinai patikrinkite šią Saturno nykstančių žiedų animaciją:
