Po duomenų analizės atskleista, ką naujo apie Saturną sužinojo zondas Cassini - dalelių lietus ir net protonų juosta

Dabar paskelbta šių duomenų analizė atskleidė, kad iš žiedų į planetą nuolatos lyja mažyčių elektringų dalelių lietus. Dalelės yra dešimčių-šimtų nanometrų skersmens dulkės; didesnės telkiasi žiedų plokštumoje ir kelių šimtų kilometrų atstumu nuo jos, o mažesnės sklando gerokai toliau nuo pusiaujo, veikiamos Saturno gravitacijos ir magnetinio lauko.

Dalelės nuolatos papildomos medžiaga, išlekiančia iš vidinio D žiedo; mažos dalelės gali iš žiedo išlėkti kelių dešimčių metrų per sekundę greičiu – to pakanka, kad jos pradėtų skraidyti Saturno magnetosferoje ir užpildytų erdvę tarp žiedo ir planetos.

Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

Įdomi yra lietaus cheminė sudėtis – jį sudaro vandens ledas, metanas, amoniakas, azotas, anglies monoksidas ir dvideginis, taip pat organinės nanodalelės, atskilusios nuo didesnių granulių smūgių metu. Šie junginiai keičia Saturno atmosferos cheminę sudėtį. Jų kritimo sparta yra nuo 5000 iki 50 tūkstančių kilogramų per sekundę; šių dalelių pėdsakai gerai matomi atmosferoje – maždaug 4000 km storio retų dujų sluoksnyje Saturno paviršiuje.

Įdomu tai, kad išmatuota medžiagos pernašos sparta yra gerokai didesnė, nei buvo apskaičiuota anksčiau, ir reiškia, kad D žiedas turėtų sunykti gana greitai – per dešimtis tūkstančių metų. Toks rezultatas sustiprina teoriją, kad Saturno žiedai yra dinamiškos struktūros, reguliariai atsikuriančios iš subyrančių palydovų, ir taip pat reguliariai pranykstančios.

Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

Taip pat Cassini duomenys atskleidė ir protonų juostą, juosiančią planetą vidinio D žiedo viduje. Ši juosta panaši į elektringų dalelių juostas aplink Žemę, Jupiterį ir tą patį Saturną už žiedų, tik yra gerokai mažesnė už pastarąją. Šiame regione Saturno magnetinis laukas yra dešimt kartų stipresnis, nei žiedų išorėje, todėl čia pakliuvę protonai gali suktis dešimtis metų, iki išlėkdami ar nukrisdami į planetą.

Ši juosta negali išsiplėsti toliau, nei Saturno D žiedas, nes toliau esantys žiedai sulaikytų pro šalį lekiančius protonus, o D žiedas yra pakankamai retas, todėl jų nesulaiko. Be to, ši juosta formuojasi gerokai stabilesnėmis ir paprastesnėmis sąlygomis, nei išorinė ar Žemės ir Jupiterio juostos, todėl turėtų būti lengviau perprantama. Tolesnė Cassini duomenų analizė turėtų padėti išsiaiškinti, kaip formuojasi elektringų dalelių juostos planetų magnetosferose.

Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

Dar vienas paskutinių Cassini dienų rezultatas – naujos įžvalgos apie Saturno magnetinį lauką. Zonde buvusio magnetometro duomenys parodė, kad kampas tarp Saturno magnetinės ir sukimosi ašių yra mažesnis nei 0,01 laipsnio. Žemėje šis kampas yra žymiai didesnis – apie 11 laipsnių, panašus kampas yra ir Jupiteryje.

Ankstesni Cassini stebėjimų duomenys rodė, kad Saturno magnetinio lauko posvyrio kampas yra mažas, bet dabar atrodo, kad jis praktiškai išvis neegizstuoja. Dabartiniai magnetinio lauko formavimosi modeliai teigia, kad šioks toks kampas tarp sukimosi ir magnetinės ašių yra būtinas, nes tai užtikrina skystų metalų judėjimą planetos gelmėse, o tai sukuria magnetinį lauką.

Akivaizdu, kad Saturnui šis dėsnis negalioja, tad modelius reikės patobulinti. Galbūt tą padaryti padės ir kiti Cassini rezultatai, parodę, kad Saturno magnetinis laukas yra nesimetriškas – magnetinis pusiaujas yra beveik 3000 km į šiaurę nuo geometrinio pusiaujo, o magnetinio lauko linijos kai kur vingiuoja labai keistai, veikiamos išorinių veiksnių, galbūt sąveikos su kai kuriais Saturno palydovais.

Tyrimo rezultatai publikuojami Science.