Iz priopćenja za JPL:
Nova analiza zasnovana na podacima s NASA-inog svemirskog broda Cassini otkrila je uzročnu vezu između tajanstvenih, periodičnih signala iz Saturnovog magnetskog polja i eksplozije vrućeg ioniziranog plina, poznate kao plazma, oko planete.
Znanstvenici su otkrili da ogromni oblaci plazme periodično cvjetaju oko Saturna i kreću se oko planete poput neuravnoteženog tereta rublja tijekom vrtložnog ciklusa. Kretanje ove vruće plazme stvara ponavljajući „udar“ signala u mjerenjima Saturnovog rotirajućeg magnetskog okruženja i pomaže u ilustriranju zašto su znanstvenici imali tako teško vrijeme mjerenja dužine dana na Saturnu.
"Ovo je proboj koji nas može ukazati na podrijetlo tajanstveno promjenjivih periodika koje zamagljuju istinsko rotacijsko razdoblje Saturna", rekao je Pontus Brandt, vodeći autor papira i znanstvenik iz Cassinijeva tima sa Sveučilišta Johns Hopkins sa primjenjene fizike Laboratorij u Laurelu, mr. "Veliko je pitanje zašto se ove eksplozije povremeno događaju."
Podaci pokazuju kako su injekcije plazme, električne struje i Saturnovo magnetsko polje - fenomeni koji su ljudskom oku nevidljivi - partneri u zamršenoj koreografiji. Periodične eksplozije plazme tvore otoke pritiska koji se okreću oko Saturna. Otoci pritiska "napuhavaju" magnetsko polje.
Nova animacija koja prikazuje povezano ponašanje može se vidjeti na web stranici Cassini.
Vizualizacija pokazuje kako nevidljiva vruća plazma u Saturnovoj magnetosferi - magnetski mjehurić oko planete - eksplodira i iskrivljava linije magnetskog polja kao odgovor na pritisak. Saturnova magnetosfera nije savršen mjehurić, jer je napuhnuta silom sunčevog vjetra, koji sadrži nabijene čestice koje struju sa sunca.
Sila sunčevog vjetra proteže magnetsko polje strane Saturna okrenute od sunca u takozvani magnetotail. Čini se da kolaps magnetotaksa započinje proces koji uzrokuje pucketanje vruće plazme, koje zauzvrat napuhava magnetsko polje u unutarnjoj magnetosferi.
Znanstvenici još uvijek istražuju što uzrokuje da se Saturnov magnetni kolaps uruši, ali postoje čvrste indikacije da hladna gusta plazma porijeklom iz Saturnovog mjeseca Enceladus rotira sa Saturnom. Centrifugalne sile protežu magnetsko polje sve dok dio repa ne odskoči natrag.
Snaga leđa zagrijava plazmu oko Saturna i zagrijana plazma postaje zarobljena u magnetskom polju. Rotira se oko planeta na otocima brzinom od oko 100 kilometara u sekundi (200.000 mph). Na isti način kao što sustavi visokog i niskog tlaka na Zemlji izazivaju vjetrove, visoki pritisci prostora uzrokuju električne struje. Struje uzrokuju izobličenja magnetskog polja.
Radio signal poznat kao Saturnovo kilometrijsko zračenje, koji su znanstvenici koristili za procjenu duljine dana na Saturnu, usko je povezan s ponašanjem Saturnovog magnetskog polja. Budući da Saturn nema površinu ili fiksnu točku da bi odredio stopu rotacije, znanstvenici su zaključili da je brzina rotacije tempirana na vrhuncima ove vrste radio emisije, za koju se pretpostavlja da se povećava sa svakom rotacijom planeta. Ova je metoda uspjela za Jupitera, ali Saturnovi su se signali razlikovali. Mjerenja iz ranih 1980-ih, izvršena od NASA-inog svemirskog broda Voyager, podaci dobiveni 2000. misijom ESA / NASA Ulysses, i Cassini podaci od 2003. do danas, razlikuju se malo, ali značajno. Kao rezultat toga, znanstvenici nisu sigurni koliko je dug Saturnov dan.
"Ono što je važno u ovom novom radu je to što znanstvenici počinju opisivati globalne, uzročne veze između nekih složenih, nevidljivih sila koje oblikuju Saturnovo okruženje", rekla je Marcia Burton, znanstvenica za istraživanje polja i čestica Cassinija u NASA-inoj laboratoriji za mlazni pogon. , Pasadena, Kalifornija. "Novi rezultati nam još uvijek ne daju trajanje Saturnovog dana, ali daju nam važne tragove da počnemo razmišljati o tome. Dužina dana Saturna, ili brzina rotacije Saturna, važna je za utvrđivanje osnovnih Saturnovih svojstava, poput strukture njegove unutrašnjosti i brzine njegovih vjetrova. "
Plazma je nevidljiva za ljudsko oko. Ali ionska i neutralna kamera na Cassinijevom magnetosferskom instrumentu za snimanje pruža trodimenzionalni prikaz otkrivanjem energetskih neutralnih atoma emitiranih iz plazma oblaka oko Saturna. Energetski neutralni atomi nastaju kada se hladni, neutralni plin sudara s električno nabijenim česticama u oblaku plazme. Rezultirajuće čestice su neutralno nabijene, tako da mogu pobjeći od magnetskog polja i zumirati u prostor. Emisija ovih čestica često se događa u magnetskim poljima koja okružuju planete.
Skupljanjem slika dobivenih svakih pola sata, znanstvenici su stvarali filmove plazme dok se kretao po planeti. Znanstvenici su upotrijebili ove slike da rekonstruiraju trodimenzionalni tlak koji nastaju u plazma oblacima, a te rezultate nadopunjuju plazma tlakom dobivenim iz Cassinijevog plazma spektrometra. Jednom kada su znanstvenici shvatili pritisak i njegovu evoluciju, mogli su izračunati pridružene poremećaje magnetskog polja duž Cassinijeve putanje leta. Izračunato perturbacija polja savršeno se podudarala s promatranim magnetskim poljem "udara", potvrđujući izvor oscilacija polja.
"Svi znamo da su se mijenjala razdoblja rotacije na pulsarima, milijunima svjetlosnih godina iz našeg Sunčevog sustava, a sada smo otkrili da se slična pojava primjećuje upravo ovdje na Saturnu", rekao je Tom Krimigis, glavni istraživač magnetosferskog instrumenta za obradu slike , također sa sjedištem u Laboratoriju za primijenjenu fiziku i Atenskoj akademiji u Grčkoj. "Pomoću instrumenata na mjestu gdje se događa, možemo reći da protoci plazme i složeni strujni sustavi mogu maskirati stvarni period rotacije središnjeg tijela. Tako nam promatranja u našem Sunčevom sustavu pomažu razumjeti što se vidi u udaljenim astrofizičkim objektima. "
Izvor: JPL
