Niezwykłe zorze na Saturnie. Na Ziemi takich nie doświadczymy

Na Saturnie powstają spektakularne zorze planetarne, całkiem inne od tych oglądanych na Ziemi. Czym jest to spowodowane?
Saturn uchwycony przez sondę Cassini
Saturn uchwycony przez sondę Cassini

Naukowcy z University of Leicester odkryli, że niektóre z zórz Saturna są generowane przez wiatry wirowe wewnątrz jego własnej atmosfery, a nie z otaczającej go magnetosfery. Badania, które to potwierdzają, zostały przeprowadzone przez Obserwatorium Kecka na Mauna Kea na Hawajach i opublikowane w Geophysical Research Letters.

Saturn pełen tajemnic

Na wszystkich innych znanych planetach (w tym na Ziemi) zorze powstają dzięki silnym prądom, które wpływają do atmosfery planety z otaczającej ją magnetosfery. Są napędzane albo przez oddziaływanie naładowanych cząstek ze Słońca (jak na Ziemi), albo przez materiał wulkaniczny wyrzucany z księżyca krążącego wokół planety (jak na Jowiszu i Saturnie).

Czytaj też: Ziemia będzie miała pierścień niczym Saturn, choć powstanie w inny sposób

Nowe odkrycie zmienia nasze rozumienie zorzy planetarnych i odpowiada na jedną z największych zagadek postawionych przez sondę Cassini: dlaczego nie możemy łatwo zmierzyć długości dnia na Saturnie?

Nasze rozumienie fizyki wnętrz planetarnych mówi nam, że prawdziwa prędkość rotacji planety nie może zmieniać się tak szybko, więc na Saturnie musi dziać się coś wyjątkowego i dziwnego. Od czasu pojawienia się misji NASA Cassini pojawiło się kilka teorii próbujących wyjaśnić mechanizmy stojące za tymi obserwowanymi okresowościami. To badanie reprezentuje pierwsze odkrycie fundamentalnego czynnika, znajdującego się w górnej atmosferze planety, który generuje zarówno obserwowane okresowości jak i zorze polarne. To niezwykle ekscytujące, że udało nam się znaleźć odpowiedź na jedno z najdłużej nierozstrzygniętych pytań w naszej dziedzinie.Nahid Chowdhury, członek Planetary Science Group w ramach University of Leicester’s School of Physics and Astronomy, główny autor badania

Naukowcy z University of Leicester zmierzyli emisję w podczerwieni z górnej atmosfery Saturna za pomocą Keck Observatory’s Near-Infrared Spectrograph (NIRSPEC) i stworzyli mapę zmiennych przepływów jonosfery Saturna, daleko poniżej magnetosfery. Jej zestawienie z obrazem radiowym Saturna, wykazała, że znaczna część zorzy generowana jest przez wirowe wzory pogodowe w atmosferze planety i odpowiada za zmienne tempo rotacji planety. Naukowcy uważają, że system ten jest napędzany przez energię z termosfery Saturna, z wiatrami w jonosferze obserwowanymi w zakresie od 0,3 do 3 km/s.

Zmienne tempo rotacji obserwowane na Saturnie uniemożliwiło naukowcom wykorzystanie regularnych impulsów emisji radiowych do obliczenia masowego tempa rotacji wewnętrznej. Naukowcy z obsługi misji Cassini opracowali nowatorską metodę wykorzystującą perturbacje wywołane grawitacją w złożonym systemie pierścieni Saturna. Technika ta wydaje się być obecnie najdokładniejszym sposobem pomiaru masowego okresu rotacji planety, który w 2019 r. został określony na 10 godzin, 33 minuty i 38 sekund.