Dintr-un comunicat de presă JPL:
O nouă analiză bazată pe date de la nava spațială Cassini a NASA găsește o legătură cauzală între semnalele misterioase, periodice de pe câmpul magnetic al lui Saturn și exploziile de gaz ionizat la cald, cunoscut sub numele de plasmă, de pe planetă.
Oamenii de știință au descoperit că nori enormi de plasmă înfloresc periodic în jurul lui Saturn și se mișcă pe planetă ca o încărcătură dezechilibrată de rufe pe ciclul rotativ. Mișcarea acestei plasme fierbinți produce o semnătură repetitivă în măsurătorile mediului magnetic rotativ al lui Saturn și ajută la ilustrarea motivului pentru care oamenii de știință au avut o perioadă atât de dificilă măsurând lungimea unei zile pe Saturn.
„Este o descoperire care ne poate indica originea periodicităților care se schimbă în mod misterios, care nuanțează adevărata perioadă de rotație a lui Saturn”, a spus Pontus Brandt, autorul principal al lucrării și un om de știință al echipei Cassini cu sediul la Universitatea Johns Hopkins Applied Physics Laboratorul din Laurel, Md. „Marea întrebare este acum de ce aceste explozii apar periodic.”
Datele arată cum injecțiile plasmatice, curenții electrici și câmpul magnetic al lui Saturn - fenomene care sunt invizibile pentru ochiul uman - sunt parteneri într-o coregrafie complexă. Exploziile periodice de plasmă formează insule de presiune care se rotesc în jurul lui Saturn. Insulele de presiune „umflă” câmpul magnetic.
O nouă animație care arată comportamentul legat poate fi văzută pe site-ul web Cassini.
Vizualizarea arată cum plasma caldă invizibilă în magnetosfera lui Saturn - bula magnetică de pe planetă - explodează și distorsionează liniile de câmp magnetic ca răspuns la presiune. Magnetosfera lui Saturn nu este o bulă perfectă, deoarece este respinsă de forța vântului solar, care conține particule încărcate care curg de soare.
Forța vântului solar întinde câmpul magnetic al laturii lui Saturn orientat departe de soare într-un așa-numit magnetotail. Prabusirea magnetotailului pare să declanșeze un proces care provoacă explozii de plasmă fierbinte, care la rândul lor umflă câmpul magnetic în magnetosfera interioară.
Oamenii de știință încă investighează ce face ca magnetotailul lui Saturn să se prăbușească, dar există indicii puternice că plasma rece și densă originară din luna lui Saturn Enceladus se rotește cu Saturn. Forțele centrifuge întind câmpul magnetic până când o parte din coadă se blochează înapoi.
Înapoi se încălzește plasma în jurul lui Saturn, iar plasma încălzită devine prinsă în câmpul magnetic. Se rotește în jurul planetei în insule cu viteza de aproximativ 100 de kilometri pe secundă (200.000 mph). În același mod în care sistemele de înaltă și joasă presiune de pe Terra provoacă vânt, presiunile mari ale spațiului provoacă curenți electrici. Curenții provoacă distorsiuni ale câmpului magnetic.
Un semnal radio cunoscut sub numele de Saturn Kilometric Radiation, pe care oamenii de știință l-au folosit pentru a estima durata unei zile pe Saturn, este intim legat de comportamentul câmpului magnetic al lui Saturn. Deoarece Saturn nu are nici o suprafață sau un punct fix pentru a-și atinge viteza de rotație, oamenii de știință au dedus viteza de rotație de la cronometrarea vârfurilor în acest tip de emisie radio, care se presupune că crește cu fiecare rotație a unei planete. Această metodă a funcționat pentru Jupiter, dar semnalele Saturn au variat. Măsurătorile de la începutul anilor ’80, efectuate de navele spațiale Voyager ale NASA, datele obținute în 2000 de misiunea ESA / NASA Ulysses și datele Cassini din aproximativ 2003 până în prezent diferă într-un grad mic, dar semnificativ. Drept urmare, oamenii de știință nu sunt siguri cât de lungă este o zi de Saturn.
„Ceea ce este important în această nouă lucrare este faptul că oamenii de știință încep să descrie relațiile globale, cauzale, dintre unele dintre forțele complexe, invizibile, care formează mediul Saturn”, a spus Marcia Burton, omul de știință Cassini și cercetarea particulelor de la Laboratorul de propulsie al NASA. , Pasadena, Calif. „Noile rezultate încă nu ne dau lungimea unei zile de Saturn, dar ne oferă indicii importante pentru a începe să ne identificăm. Lungimea zilei lui Saturn sau rata de rotație a lui Saturn este importantă pentru determinarea proprietăților fundamentale ale lui Saturn, precum structura interiorului și viteza vânturilor sale. "
Plasma este invizibilă pentru ochiul uman. Însă camera ionică și neutră de pe instrumentul magnetosferic Cassini oferă o imagine tridimensională prin detectarea atomilor neutri energetici emiși din norii de plasmă din jurul lui Saturn. Atomii neutri energetici se formează când gazul rece și neutru se ciocnește cu particule încărcate electric într-un nor de plasmă. Particulele rezultate sunt încărcate neutral, astfel încât sunt capabile să scape de câmpuri magnetice și să se apropie de spațiu. Emisia acestor particule apare adesea în câmpurile magnetice din jurul planetelor.
Împreună imaginile obținute la fiecare jumătate de oră, oamenii de știință au produs filme de plasmă în timp ce a plutit în jurul planetei. Oamenii de știință au folosit aceste imagini pentru a reconstrui presiunea 3-D produsă de norii de plasmă și au completat aceste rezultate cu presiuni plasmatice derivate din spectrometrul plasmatic Cassini. Odată ce oamenii de știință au înțeles presiunea și evoluția acesteia, au putut calcula perturbațiile asociate câmpului magnetic de-a lungul traseului de zbor Cassini. Perturbarea câmpului calculat s-a potrivit perfect cu „gâturile” câmpului magnetic observat, confirmând sursa oscilațiilor câmpului.
„Știm cu toții că s-au observat schimbări ale perioadelor de rotație la pulsars, milioane de ani-lumină din sistemul nostru solar, și acum descoperim că un fenomen similar este observat chiar aici la Saturn”, a declarat Tom Krimigis, investigatorul principal al instrumentului de imagini magnetosferice. , cu sediul și la Laboratorul de fizică aplicată și la Academia din Atena, Grecia. „Cu instrumente chiar la locul unde se întâmplă, putem spune că fluxurile de plasmă și sistemele de curent complexe pot masca perioada reală de rotație a corpului central. În felul acesta, observațiile din sistemul nostru solar ne ajută să înțelegem ce se vede în obiecte astrofizice îndepărtate. "
Sursa: JPL
