Astronomi godinama znaju kako u gornjoj atmosferi Saturna ima vode, ali nisu bili sigurni odakle dolazi. Nova zapažanja otkrila su da na Saturnu pada kiša, a voda dolazi iz planeta.
„Saturn je prva planeta koja je pokazala značajnu interakciju između svoje atmosfere i sustava prstena“, rekao je James O’Donoghue, poslijediplomski istraživač na Sveučilištu u Leicesteru i autor novog rada objavljenog u časopisu Nature. "Glavni učinak prstenaste kiše je taj što djeluje na" gašenje "Saturnove ionosfere, snažno smanjujući gustoću elektrona u regijama u kojima pada."
Pomoću Keck opservatorija, O'Donoghue i tim istraživača otkrili su naelektrisane čestice vode koje padaju sa planeta u prstenove u atmosferu Saturna. Također su otkrili da je obim kišne kiše daleko veći i da pada na većim područjima planete, nego što se prije mislilo. Rad otkriva da kiša utječe na sastav i temperaturnu strukturu dijelova Saturnove gornje atmosfere.
O'Donoghue je rekao da je utjecaj prstena na gustoću elektrona važan jer objašnjava zašto su tijekom mnogih desetljeća opažanja pokazala da je gustoća elektrona na nekim zemljopisnim širinama neuobičajeno niska.
„Ispada da su glavni pokretač Saturnovog ionosferskog okoliša i klime preko ogromnih dometa planete čestice prstena smještene iznad 120 000 milja iznad njih“, rekao je Kevin Baines, koautor ovog rada, iz Laboratorija za mlazni pogon. "Čestice prstena utječu na vrste čestica koje se nalaze u ovom dijelu atmosferske temperature."
Početkom 1980-ih, slike s NASA-inog svemirskog broda Voyager pokazale su dvije do tri tamne pojaseve na Saturnu i znanstvenici su teoretizirali da se voda mogla slijevati u te pojaseve iz prstenova. Tada su astronomi koji su koristili ESA-in infracrveni opservatorij otkrili prisutnost vode u tragovima u Saturnovoj atmosferi još 1997. godine, ali nisu mogli stvarno pronaći objašnjenje zašto je bila tamo i kako je dospela tamo.
Tada je 2011. promatranje s svemirskog opservatorija Herschel utvrdilo da je vodeni led iz gejzira na Enceladusu stvorio golemi prsten vodene pare oko Saturna.
No pojasevi koje je Voyager vidio opet nisu bili vidljivi sve do 2011. godine, kada je tim promatrao planet NIRSPEC-om Keck Observatory, skoro infracrvenim spektrografom koji kombinira široku valnu duljinu visokog spektralnog razlučivanja, omogućujući promatračima jasno da vide suptilne emisije iz svijetli dijelovi Saturna.
Učinak prstenaste kiše događa se u Saturnovoj ionosferi (Zemlja ima sličnu ionosferu), gdje se nabijene čestice stvaraju kada je inače neutralna atmosfera izložena protoku energetskih čestica ili sunčevom zračenju. Kada su znanstvenici pratili obrazac emisije određene molekule vodika koja se sastoji od tri atoma vodika (a ne uobičajena dva), očekivali su da će vidjeti ujednačen infracrveni sjaj na cijeloj planeti.
Umjesto toga primijetili su niz svijetlih i tamnih pojasa s uzorkom koji imitira planete prstenova. Saturnovo magnetsko polje "preslikava" prstenove bogate vodom i praznine bez vode između prstenova u atmosferi planeta.
Pretpostavili su da se naboji čestica vode iz planetovih prstenova povlače prema planetu pomoću Saturnovog magnetskog polja i neutralizira užarene triatomske jone vodika. To ostavlja velike „sjene“ u onome što bi inače bio infracrveni sjaj širom planete. Te sjene prekrivaju 30 do 43 posto gornje površine planeta sa oko 25 do 55 stupnjeva širine. To je značajno veće područje od onoga što predlažu slike Voyagera.
I Zemlja i Jupiter imaju vrlo jednolično blistavo ekvatorijalno područje. Znanstvenici su očekivali takav obrazac i kod Saturna, ali umjesto toga, vidjeli su dramatične razlike na različitim širinama.
"Tamo gdje Jupiter ravnomjerno svijetli po svojim ekvatorijalnim regijama, Saturn ima tamne pojaseve gdje voda upada, potamnivši ionosferu", rekao je Tom Stallard, jedan od koautora lista u Leicesteru. „Sada pokušavamo istražiti i ove značajke instrumentom na NASA-inom svemirskom brodu Cassini. Ako smo uspješni, Cassini će nam možda omogućiti da detaljnije sagledamo način na koji voda uklanja ionizirane čestice, kao što su bilo kakve promjene visine ili efekti koji dolaze s doba dana. "
Izvori: Opservatorij Keck
, Priroda.
