Neredeyse kırk yıl geçti Yolcu 1 ve 2 misyonlar Satürn sistemini ziyaret etti. Problar gaz devi tarafından uçarken, gezegenin atmosferinin, birçok uydusunun ve ikonik halka sisteminin çarpıcı, yüksek çözünürlüklü görüntülerini yakalayabildiler. Buna ek olarak, sondalar Satürn'ün yaklaşık 100 milyon yıl içinde gittiklerini görecek bir oranda halkalarını yavaşça kaybettiğini de ortaya çıkardı.
Son zamanlarda, Cassini orbiter Satürn sistemini ziyaret etti ve 12 yılı aşkın bir süredir gezegeni, uydularını ve halka sistemini inceledi. Ve yeni araştırmalara göre Cassini adlı verilere bakılırsa, Satürn halkalarını tahmin ettiği maksimum oranda kaybediyor gezgin görevler. Araştırmaya göre, Satürn'ün halkaları gaz devi tarafından 100 milyon yıldan daha az bir sürede gidebilecekleri bir oranda azaltılıyor.
Dergide son zamanlarda ortaya çıkan çalışma Icarus, NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden James O’Donoghue’ya liderlik etti ve NASA Jet Tahrik Laboratuvarı, Uzay Fiziği Merkezi, Uzay Araştırma Şirketi, Leicester Üniversitesi ve University College London’dan üyelere yer verdi.
Elde edilen verilere göre gezgin 1980 ve 1981'deki sondalar, Satürn'ün halkalarındaki buzlu parçacıklar, Satürn'ün manyetik atmosferine maruz kaldıktan sonra gezegenin yerçekimi tarafından çekiliyor - bu da onları Satürn'ün üst atmosferinde tozlu bir “yağmur yağmuru” haline getiriyor. Ancak James Donahue'nun yeni bir NASA basın bülteninde belirttiği gibi, durum başlangıçta şüphelenilenden daha kötü olabilir:
“Bu“ yağmur yağmuru ”nun Olimpiyat büyüklüğünde bir yüzme havuzunu Satürn'ün halkalarından yarım saat içinde doldurabilecek bir miktar su ürününü tahliye ettiğini tahmin ediyoruz. Bu tek başına, tüm halka sistemi 300 milyon yılda yok olacak, ancak buna Satürn'ün ekvatoruna düştüğü tespit edilen Cassini-uzay aracı ölçülen halka malzemesi de eklendi ve halkaların yaşaması 100 milyon yıldan az. Bu, Satürn'ün 4 milyar yıllık yaşına kıyasla nispeten kısa. ”
Cassini uzay aracının kalan yakıtı Satürn ve halkaları arasında 22 yörünge iletmek için harcadığı Grande Finale'nin bir parçası olarak Satürn'ün halka malzemesinin kaybını inceledi. Cassini aracı hiçbir uzay aracının gitmeye cesaret edemediği bir yere gittiği ve bu ortamda uçmak için tasarlanmadığı için bu çok önemli bir başarıydı.
Bununla birlikte, Cassini ne teyit bilgi elde edebildi gezgin onlarca yıl önce gözlenen sondalar ve Satürn'ün halkaları hakkında asırlık bir gizemi cevaplıyorlar. Temel olarak, bilim adamları Satürn'ün halkaları ile oluşup oluşmadığını veya daha sonra yaşamda edip edemediklerini merak ediyorlardı. Bu yeni araştırma, muhtemelen ikinci senaryo olduğunu ve Satürn'ün bunları nispeten yakın bir tarihte elde ettiğini gösteriyor.
Çalışmalarına göre, O'Donahue ve meslektaşları, Satürn'ün halka sisteminin 100 milyon yıldan daha eski olmayacağını tahmin ediyorlardı, çünkü C halkasının B halkası kadar yoğun olmasından ne kadar zaman alacağı bugün. Bu açıdan O’Donoghue, insanlığın halkaların hala orada olduğu bir zamanda olduğu için şanslı olduğunu açıklıyor:
“Satürn'ün ömrünün ortasında olduğu halka sistemini görmek için şanslıyız. Bununla birlikte, halkalar geçici ise, belki de bugün sadece ince halkaları olan Jüpiter, Uranüs ve Neptün'ün dev halka sistemlerini görmeyi kaçırdık! ”
Belirtildiği gibi, “halka yağmuru” nun ilk ipuçları gezgin üç ilgisiz olay olduğu düşünülen şeylerin gözlemlerinden kaynaklanan misyonlar. Bunlar arasında Satürn'ün elektrik yüklü iyonosferindeki varyasyonlar, Satürn'ün halkalarındaki yoğunluk varyasyonları ve gezegenlerin kuzey orta enlemlerini çevreleyen dar karanlık bantlar vardı.
1986'da NASA’nın Goddard Uzay Merkezi’nden bir araştırmacı ve son çalışmanın ortak yazarı Jack Connerney, bu karanlık bantları Satürn’ün manyetik alanının şekline bağlayan bir araştırma makalesi yayınladı. Özetle, Satürn'ün halkalarından elektrik yüklü buz parçacıklarının görünmez manyetik alan çizgilerinden aşağı aktığını ve Satürn'ün üst atmosferinde su olarak biriktiğini öne sürdü.
Connerney'e göre bu parçacıklar, Güneş'ten gelen UV radyasyonu veya halkaları bombalayan mikrometeoroidlerin neden olduğu plazma bulutları tarafından elektriksel olarak yüklendi. Bu gerçekleştiğinde parçacıklar Satürn'ün manyetik alanının çekişini hissedecek ve Satürn'ün yerçekimi tarafından onları üst atmosferde biriktirecek yerçekimi tarafından çekilecekti.
Bu buz parçacıkları daha sonra buharlaşacak ve Satürn'ün stratosferdeki pusun yıkanması etkisi olan iyonosfer ile kimyasal olarak etkileşime girecektir. Bu alanlar yansıyan ışıkta daha koyu görünecek ve böylece Satürn'ün atmosferinde karartılmış bantların görünümünü oluşturacaktır. Başka bir sonuç, H3 + iyonları (üç proton ve iki seçimden oluşan) olarak bilinen elektrik yüklü parçacıkların ömrünün uzaması olacaktır.
Bu iyonların varlığı O’Donoghue ve ekibinin Connerney’nin teorisini nasıl doğrulayabildiğiydi. Keck Teleskobu kullanarak ekip, kızılötesi spektrumda parlamaları (güneş ışığı ile etkileşime girdiklerinde gerçekleşir) sayesinde Satürn'ün kuzey ve güney yarım kürelerinde bu iyonları gözlemleyebildi. Bu bantlar, halka düzlemiyle kesişen manyetik alan çizgilerinin gezegene girdiği noktalarda gözlenmiştir.
Daha sonra Satürn'ün iyonosferi ile etkileşime giren yağmur miktarını belirlemek için ışığı analiz ettiler, bu da Satürn'ün halkalarından buz parçacıklarının ne kadar çekildiğini gösterecekti. Buldukları şey, 1986'daki çalışmalarında Connerney ve meslektaşlarının elde ettiği yüksek değerlerle eşleşmesiydi.
Ekip ayrıca, güney yarımkürede daha yüksek bir enlemde parlayan bir bant keşfetti; bu, Satürn'ün manyetik alanının Enceladus yörüngesiyle kesiştiği yer. Bir süredir gökbilimciler, Enceladus'un güney kutup bölgesinden (iç kısımdaki jeolojik faaliyetin sonucu olan) periyodik olarak patlayan gayzerlerin Satürn'ün E-ring'inin yenilenmesinden sorumlu olduğunu biliyorlardı.
Bu son bulgu, Enceladus'un yaydığı buzlu parçacıkların bazılarının Satürn'e de yağmur yağdığını ve bu da gezegenin karanlık bantlarına katkıda bulunduğunu gösteriyor. Connerney'in belirttiği gibi:
“Bu tam bir sürpriz değildi. Enceladus ve E-ring'i, eski Voyager görüntüsünde başka bir dar karanlık banda dayanarak da bol su kaynağı olarak tanımladık. ”
Geleceğe bakacak olursak, ekip Satürn'deki mevsimsel değişimin bir sonucu olarak ring yağmurunun nasıl değiştiğini görmek istiyor. Satürn'ün 29.4 yıl olan yörünge dönemi, halkalarının değişen derecelerde güneş ışığına maruz kalmasına neden olur. UV ışığına maruz kalma halkadaki buz tanelerini doldurduğundan ve Satürn'ün manyetik alanıyla etkileşime girmesine neden olduğundan, değişen maruz kalma seviyelerinin üst atmosferdeki halka yağmur miktarı üzerinde doğrudan bir etkisi olmalıdır.
Bilim adamlarının Satürn sistemi hakkında önceden sahip oldukları varsayımları yeniden düşünmelerine neden olan bu bulgular, Cassini misyon. Yörünge, Satürn'ün atmosferine çökerek görevini iki yıl önce bitmiş olsa da, geri gönderdiği veriler, Satürn hakkında bazı eski teorileri zorluyor ve diğerlerini onaylıyor.
NASA Goddard Uzay Merkezi'nin izniyle Satürn'ün kaybolan halkalarının bu animasyonuna göz atmayı unutmayın:
