NASA skelbia, kad Saturno žiedai didžiuliais kiekiais krenta į planetą: jau aišku, kuo tai baigsis (Video)

„Manome, kad šis „žiedų lietus“ krenta tokiu greičiu, jog per pusvalandį vandeniu pripildytų olimpinį plaukimo baseiną. Vien pagal tokius skaičius galime pasakyti, kad visa žiedų sistema išnyks per 300 mln. metų. Bet prie to dar pridėkime „Cassini“ išmatuotą Saturno žiedų materiją, krentančią į planetos pusiaują, ir aiškėja, kad žiedams beliko 100 mln. metų. Tai yra santykinai labai nedaug, žinant Saturno amžių – daugiau nei 4 mlrd. metų“, – sakė NASA Goddardo kosminių skrydžių centro mokslininkas Jamesas O'Donoghue, vienas iš žurnale „Icarus“ publikuoto mokslinio straipsnio autorių.

Mokslininkai jau seniai svarstė, ar Saturnas kaip planeta susiformavo iškart su žiedais, ar šie dariniai atsirado vėliau. Naujausias tyrimas yra palankesnis antram scenarijui: mažai tikėtina, kad šie kosminiai dariniai apie Saturną atsirado ne seniau nei prieš 100 mln. metų. Mat būtent tiek laiko reikia tam, kad C žiedas atrodytų taip, kaip jis atrodo šiandien – laikantis prielaidos, kad jis kadaise buvo toks pats tankus, kaip B žiedas. „Mums pasisekė, kad gyvename laiku, kai galime matyti Saturno žiedų sistemą, kuri šiuo metu kaip tik pasiekė savo gyvavimo pusiaukelę. Tačiau, jeigu žiedai yra laikini, galbūt mes praleidome progą pamatyti Jupiterio, Urano ir Neptūno žiedus – dabar iš jų belikę reti žiedeliai“, – sakė mokslininkas.

Žiedų kilmę bandoma paaiškinti daugybe skirtingų teorijų. Bet jeigu juos planeta įgijo vėlesniame gyvavimo etape, gali būti, kad jie susidarė tada, kai susidūrė keli nedideli lediniai Saturno palydovai – galbūt dėl to, kad jų orbitas sutrikdė netoliese praskridusios kometos ar asteroido gravitacinė trauka.

Pirmieji įtarimai, kad Saturno žiedai krenta lietaus pavidalu, kilo tada, kai zondai „Voyager“ į Žemę atsiuntė, atrodytų, nesusijusio reiškinio stebėjimo duomenis: zondai matavo krūvį turinčio viršutinio Saturno atmosferos sluoksnio variacijas, žiedų tankio variacijas ir tris siauras tankias juosteles, supančias planetą vidutinėse šiaurinio pusrutulio platumose. Šios tamsios juostos pirmą kartą užfiksuotos „Voyager 2“ zondo, kuris pro šią planetą praskrido 1981 metais.

1986 metais NASA Goddardo kosminių skrydžių centro mokslininkas Jackas Connerney publikavo straipsnį žurnale „Geophysical Research Letters“. Šiame straipsnyje jis susiejo juodas tamsias juostas su Saturno galingo magnetinio lauko forma ir iškėlė hipotezę, kad elektrinį krūvį turinčios Saturno žiedų dalelės srūva žemyn pagal nematomas magnetinio lauko linijas ir viršutiniuose Saturno atmosferos sluoksniuose iškrenta vandens pavidalu. Vandens srautas iš žiedų, pasirodantis tam tikrose platumose, pritemdo stratosferos miglą ir dėl to atspindėtoje šviesoje yra matomos siauros, tamsios juostos, kurias ir užfiksavo „Voyager“ zondai.

Saturno žiedus daugiausiai sudaro vandens ledas: nuo mikroskopinių dulkelių iki kelių metrų skersmens luitų. Žiedo daleles žemyn traukia Saturno gravitacija, o orbitinis greitis kėsinasi jas išmesti į kosmosą – dėl to jos būna pusiausvyroje ir išlaiko stabilią orbitą. Mažos dalelės gali įgyti elektrinį krūvį iš Saulės skleidžiamos ultravioletinės šviesos ar dėl plazmos debesų, susidarančių mikrometeoroidams bombarduojant žiedus. Kai taip nutinka, dalelės pradeda jausti ir Saturno magnetinio lauko traukimą – šio lauko linijos pasisuka link planetos ties žiedais. Kai kuriose žiedo dalyse įgijus krūvį gravitacijos ir orbitinio greičio pusiausvyra būna smarkiai sutrikdoma – žiedo dalelės pagal magnetinio lauko linijas įtraukiamos į viršutinę atmosferą.

Ten ledo kristalai virsta garais, todėl vanduo gali chemiškai reaguoti su Saturno jonosferą sudarančiomis medžiagomis. Vienas iš tokių reakcijų rezultatų yra elektrinį krūvį turinčių dalelių – H₃⁺ jonų, sudarytų iš trijų protonų ir dviejų elektronų – ilgaamžiškumo padidėjimas. Saulės apšvitinti H₃⁺ jonai švyti infraraudonojoje šviesoje, ką iš užfiksavo J.O’Donoghue su kolegomis, pasinaudoję specialiais instrumentais, pritaisytais prie „Keck“ teleskopo, esančio Mauna Kėjos saloje, Havajuose.

Stebėjimų duomenys parodė švytinčias juostas Saturno šiauriniame ir pietiniame pusrutuliuose, kur magnetinio lauko linijos, kertančios žiedų sistemą, nusileidžia į planetą.

Mokslininkai išanalizavo šį švytėjimą ir nustatė iš žiedų krentančio vandens kiekį bei to vandens efektą Saturno jonosferai. Nustatyta, kad vandens kiekis sutampa su pačiomis aukščiausiomis vertėmis, J.Connerney pateiktomis daugiau nei prieš tris dešimtmečius – daugiausiai šio vandens tenka vienam konkrečiam pietinio pusrutulio regionui.

Mokslininkai taip pat aptiko švytinčią juostą aukštesnėse pietinio pusrutulio platumose. Čia Saturno magnetinis laukas kerta geologiškai aktyvaus palydovo Encelado, besispjaudančio vandens ledo geizeriais, orbitą. Tai yra ženklas, kad dalis Encelado vandens taip pat krenta į Saturną.

„Tai ne per daugiausiai nustebino. Remdamiesi tose pačiose „Voyager“ nuotraukose užfiksuotomis tamsiomis juostomis, Enceladą ir E juostos žiedus buvome identifikavę kaip gausų Saturno vandens šaltinį“, – sakė J.Connerney.

Geizeriai, kuriuos zondo „Cassini“ instrumentai pirmą kartą užfiksavo 2005 metais, manoma, kyla iš skysto vandens vandenyno, kurį dengia storas mažo palydovo ledo sluoksnis. Geologinis palydovo aktyvumas ir jo vandens gausa yra priežastys, dėl kurių Enceladas yra viena perspektyviausių nežemiškos gyvybės paieškos vietų.