Gökbilimciler yıllardır Satürn'ün üst atmosferinde su olduğunu biliyorlardı, ancak tam olarak nereden geldiğinden emin değildiler. Yeni gözlemler Satürn'de suyun yağmur yağdığını ve gezegenin halkalarından geldiğini buldu.
Leicester Üniversitesi'nden lisansüstü araştırmacı ve Nature dergisinde yayınlanan yeni bir makalenin yazarı James O’Donoghue, “Satürn, atmosferi ve halka sistemi arasında önemli etkileşim gösteren ilk gezegendir” dedi. “Ring yağmurunun ana etkisi, Satürn'ün iyonosferini“ söndürmek ”için hareket ettiği ve düştüğü bölgelerdeki elektron yoğunluklarını ciddi şekilde azaltmasıdır.”
Keck Gözlemevi'ni kullanan O’Donoghue ve bir araştırmacı ekibi, gezegenin halkalarından Satürn'ün atmosferine düşen yüklü su parçacıkları buldular. Ayrıca, yağmurun boyutunun çok daha büyük olduğunu ve gezegenin daha önce düşünülenden daha büyük bölgelere düştüğünü buldular. Çalışma, yağmurun Satürn'ün üst atmosferinin parçalarının bileşimini ve sıcaklık yapısını etkilediğini ortaya koyuyor.
O’Donoghue, halkanın elektron yoğunlukları üzerindeki etkisinin önemli olduğunu söyledi, çünkü onlarca yıldır gözlemlerin Satürn'ün bazı enlemlerinde neden elektron yoğunluklarının alışılmadık derecede düşük olduğunu açıkladı.
“Satürn'ün iyonosferik ortamının büyük bir itici gücü ortaya çıkıyor ve gezegenin geniş alanlarındaki iklim, 120.000 mil [200.000 kilometre] tepesinde bulunan halka parçacıklarıdır,” diyor Kağıt üzerinde bir ortak yazar olan Kevin Baines, Jet Propulsion Laboratuvarı. “Halka partikülleri atmosfer sıcaklığının bu bölümünde hangi partikül türlerinin olduğunu etkiler.”
1980'lerin başlarında, NASA’nın Voyager uzay aracından alınan görüntüler Satürn’de iki ila üç karanlık bant gösterdi ve bilim adamları suyun halkalardan bu bantlara düşebileceğini teorize ettiler. Daha sonra ESA’nın Kızılötesi Gözlemevi'ni kullanan gökbilimciler, 1997'de Satürn'ün atmosferinde eser miktarda su bulunduğunu keşfettiler, ancak neden orada olduğu ve oraya nasıl geldiğine dair bir açıklama bulamadılar.
Daha sonra 2011 yılında Herschel uzay gözlemevi ile yapılan gözlemler, Enceladus'ta gayzerlerden gelen su buzu, Satürn çevresinde dev bir su buharı halkası oluşturdu.
Ancak Voyager tarafından görülen gruplar 2011'e kadar da görülmedi, takım gezegeni Keck Gözlemevi'nin geniş dalga boyu kapsamını yüksek spektral çözünürlükle birleştiren kızılötesi'ye yakın bir spektrograf olan NeckSPEC ile gözlemlediğinde, gözlemcilerin Satürn'ün parlak kısımları.
Ring yağmurunun etkisi, aksi halde nötr atmosfer enerjik parçacıklara veya güneş radyasyonuna maruz kaldığında yüklü parçacıkların üretildiği Satürn'ün iyonosferinde (Dünya'nın benzer bir iyonosfer vardır) gerçekleşir. Bilim adamları, üç hidrojen atomundan (normal ikisinden ziyade) oluşan belirli bir hidrojen molekülünün emisyon modelini izlediklerinde, gezegen çapında tek tip kızılötesi bir parıltı görmeleri bekleniyordu.
Bunun yerine gözlemledikleri, gezegenin halkalarını taklit eden bir dizi açık ve koyu bantlardı. Satürn’ün manyetik alanı, su zengini halkaları ve halkalar arasındaki susuz boşlukları gezegenin atmosferine “eşleştirir”.
Gezegenin halkalarındaki yüklü su parçacıklarının Satürn'ün manyetik alanı tarafından gezegene doğru çekildiğini ve parlayan triatomik hidrojen iyonlarını nötralize ettiğini tahmin ettiler. Bu, aksi takdirde gezegen çapında bir kızılötesi ışıltı içinde büyük “gölgeler” bırakır. Bu gölgeler gezegenin üst atmosfer yüzeyinin yüzde 30 ila 43'ünü yaklaşık 25 ila 55 derece enlemi kaplar. Bu, Voyager görüntüleri tarafından önerilenden önemli ölçüde daha geniş bir alandır.
Hem Dünya hem de Jüpiter çok düzgün parlayan bir ekvatoral bölgeye sahiptir. Bilim adamları bu paterni Satürn'de de bekledi, ancak bunun yerine farklı enlemlerde dramatik farklılıklar gördüler.
Leicester gazetesinin ortak yazarlarından Tom Stallard, “Jüpiter'in ekvatoral bölgelerinde eşit olarak parladığı yerlerde, Satürn'ün suyun içine düştüğü, iyonosferi koyulaştıran karanlık bantları var” dedi. “Şimdi bu özellikleri NASA’nın Cassini uzay aracındaki bir enstrümanla araştırmaya çalışıyoruz. Eğer başarılı olursak, Cassini suyun yükseklikteki değişiklikler veya günün saatiyle gelen etkiler gibi iyonize parçacıkları nasıl temizlediğini daha ayrıntılı olarak görmemize izin verebilir. ”
Kaynaklar: Keck Gözlemevi
, Doğa.
