Przelot sondy Cassini, który zapoczątkował całą zagadkę
Zjawisko to przez lata pozostawało jedną z największych zagadek planetologii. Kolejne analizy wskazywały, iż problem może nie leżeć w samej rotacji planety, lecz w sposobie jej pomiaru. Naukowcy zaczęli podejrzewać, że obserwowane zmiany są jedynie iluzją wywołaną przez procesy zachodzące w atmosferze Saturna.
Czytaj też: Kosmita, który przełącza się jak na zawołanie. Astronomowie zidentyfikowali niespotykany wcześniej obiekt
Przełom nastąpił dopiero dzięki obserwacjom wykonanym przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. To właśnie on pozwolił dostrzec szczegóły, które wcześniej były całkowicie niedostępne. Naukowcy skupili się na zjawisku zorzy polarnej na Saturnie, czyli odpowiedniku ziemskiej zorzy, lecz o znacznie większej skali i energii.
Badania wykazały, że zorza na Saturnie to nie tylko spektakularny efekt wizualny. W rzeczywistości jest ona kluczowym elementem potężnego mechanizmu napędzającego procesy atmosferyczne planety. Energia związana z zorzami powoduje lokalne nagrzewanie górnych warstw atmosfery.
To nie koniec tajemnic Saturna
To nagrzewanie generuje silne wiatry, które zaczynają krążyć wokół planety. Te generują z kolei prądy elektryczne, które zasilają samą zorzę. Powstaje w ten sposób zamknięty, samopodtrzymujący się cykl. Naukowcy określają go mianem planetarnej pompy cieplnej lub wręcz kosmicznego silnika, który nieustannie napędza własne działanie.
To właśnie ten mechanizm odpowiada za złudzenie zmieniającej się rotacji. Instrumenty mierzące obrót planety opierają się między innymi na sygnałach związanych z polem magnetycznym i zorzami. Ponieważ jednak zorza jest napędzana przez dynamiczne procesy atmosferyczne, jej sygnał nie jest stały. W efekcie wygląda to tak, jakby sama planeta zmieniała prędkość obrotu, choć w rzeczywistości pozostaje ona stabilna.
Czytaj też: Ta planeta nie jest kulą ani elipsą. Webb odkrył obiekt, który zmienia nasze pojęcie o kosmosie
Kluczową rolę w odkryciu odegrały niezwykle precyzyjne pomiary temperatury i gęstości cząstek w rejonach polarnych Saturna. Naukowcy wykorzystali emisję podczerwoną specyficznej cząsteczki, tzw. kationu trójwodorowego, który działa jak naturalny termometr w atmosferze planety. Dzięki temu udało się stworzyć najbardziej szczegółowe mapy tych obszarów w historii badań Saturna.
Nowe dane okazały się aż dziesięciokrotnie dokładniejsze niż wcześniejsze pomiary. Pozwoliło to po raz pierwszy zobaczyć subtelne różnice temperatur i powiązać je bezpośrednio z aktywnością zorzy. To właśnie te różnice napędzają wiatry, które z kolei odpowiadają za obserwowane efekty elektromagnetyczne. Widzimy więc, że atmosfera obserwowanej planety i jej magnetosfera, czyli obszar kontrolowany przez pole magnetyczne, są ze sobą ściśle powiązane i wzajemnie na siebie oddziałują.
Źródło: Northumbria University, JGR Space Physics
