Astronomai daugelį metų žinojo, kad Saturno viršutinėje atmosferoje buvo vandens, tačiau jie nebuvo tikri, iš kur jis atsirado. Naujų stebėjimų duomenimis, Saturne lietaus vanduo liejasi iš planetos žiedų.
„Saturnas yra pirmoji planeta, parodanti reikšmingą atmosferos ir žiedo sistemos sąveiką“, - teigė Jamesas O’Donoghue, Lesterio universiteto aspirantas ir naujojo žurnalo „Nature“ paskelbto straipsnio autorius. „Pagrindinis žiedinio lietaus poveikis yra tas, kad jis veikia„ numalšindamas “Saturno jonosferą, smarkiai sumažindamas elektronų tankį tuose regionuose, kuriuose jis patenka.“
Naudodamiesi Kecko observatorija, O’Donoghue ir tyrėjų komanda rado įkrautas vandens daleles, patenkančias iš planetos žiedų į Saturno atmosferą. Jie taip pat nustatė, kad žiedinis lietus yra daug didesnis ir patenka į didesnius planetos plotus, nei manyta anksčiau. Darbe atskleidžiama, kad lietus daro įtaką Saturno viršutinės atmosferos dalių sudėčiai ir temperatūros struktūrai.
O'Donoghue'as teigė, kad žiedo poveikis elektronų tankiams yra svarbus, nes jis paaiškina, kodėl daugelį dešimtmečių stebėjimai parodė, kad elektronų tankis kai kuriose platumose Saturne yra neįprastai mažas.
„Pasirodo, kad pagrindinis Saturno jonosferos aplinkos ir klimato veiksnys didžiulėse planetos pakrantėse yra žiedo dalelės, esančios 120 000 mylių [200 000 km] virš galvos“, - sakė Kevinas Bainesas, bendraautoris popieriui iš „Jet Propulsion Laboratory“. „Žiedo dalelės įtakoja, kurios dalelės yra šioje atmosferos temperatūros dalyje“.
Dešimtojo dešimtmečio pradžioje NASA „Voyager“ erdvėlaivio atvaizduose ant Saturno buvo rodomos dvi – trys tamsios juostos, o mokslininkai teoretikavo, kad vanduo galėjo iš tų žiedų nusileisti į tas juostas. Tuomet astronomai, besinaudojantys ESA infraraudonųjų spindulių observatorija, 1997 m. Saturno atmosferoje atrado pėdsakų vandens, tačiau negalėjo rasti paaiškinimo, kodėl ten buvo ir kaip jis pateko.
Tada 2011 m. Stebėdami Herschelio kosmoso observatoriją, Encelado geizerių vandens ledas nustatė milžinišką vandens garų žiedą aplink Saturną.
Bet „Voyager“ matytos juostos taip pat nebuvo matytos ir iki 2011 m., Kai komanda stebėjo planetą su Kecko observatorijos NIRSPEC - artimos infraraudonosios spinduliuotės spektrografu, kuris sujungia plataus bangos ilgio aprėptį ir didelę spektrinę skiriamąją gebą, leisdamas stebėtojams aiškiai matyti subtilų spinduliavimą iš šviesios Saturno dalys.
Žiedo lietaus poveikis pasireiškia Saturno jonosferoje (Žemė turi panašią jonosferą), kur įkrautos dalelės susidaro, kai kitaip neutrali atmosfera yra veikiama energetinių dalelių srauto ar saulės spinduliuotės. Kai mokslininkai stebėjo tam tikros vandenilio molekulės, susidedančios iš trijų vandenilio atomų (o ne įprastų dviejų), išmetimo modelį, jie tikėjosi pamatyti vienodą visos planetos infraraudonųjų spindulių švytėjimą.
Vietoj to jie stebėjo keletą šviesių ir tamsių juostų su modeliu, imituojančiu planetos žiedus. Saturno magnetinis laukas „nusako“ žiedus, kuriuose yra daug vandens, ir tarpus tarp žiedų, kuriuose nėra vandens, į planetos atmosferą.
Jie padarė prielaidą, kad Saturno magnetinis laukas į planetos žiedus traukia įkrautas vandens daleles ir neutralizuoja švytinčius triatominius vandenilio jonus. Tai palieka didelius „šešėlius“ to, kas priešingu atveju būtų visos planetos infraraudonųjų spindulių švytėjimas. Šie šešėliai dengia nuo 30 iki 43 procentų planetos viršutinės atmosferos paviršiaus maždaug nuo 25 iki 55 laipsnių platumos. Tai yra žymiai didesnė sritis, nei siūlo „Voyager“ vaizdai.
Ir Žemė, ir Jupiteris turi labai tolygiai švytintį pusiaujo regioną. Mokslininkai tikėjosi šio modelio ir Saturne, tačiau jie pastebėjo dramatiškus skirtumus skirtingose platumose.
„Ten, kur Jupiteris tolygiai švyti per pusiaujo regionus, Saturne yra tamsios juostos, kur vanduo patenka, tamsindamas jonosferą“, - teigė Tomas Stallard, vienas iš Leicesterio bendraautorių. „Dabar mes taip pat bandome ištirti šias funkcijas naudodamiesi NASA„ Cassini “erdvėlaivio instrumentu. Jei mums pasiseks, „Cassini“ gali leisti mums išsamiau apžvelgti, kaip vanduo šalina jonizuotas daleles, pvz., Visus aukščio pokyčius ar paros metu atsirandančius padarinius. “
Šaltiniai: Kecko observatorija
, Gamta.
