Tähtitieteilijät ovat jo vuosien ajan tietäneet, että Saturnuksen yläilmakehässä oli vettä, mutta he eivät olleet varmoja mistä se tuli. Uusien havaintojen mukaan on Saturni sataa vettä ja se tulee planeetan renkaista.
"Saturnus on ensimmäinen planeetta, joka osoittaa merkittävää vuorovaikutusta ilmakehän ja rengasjärjestelmän välillä", sanoi James O’Donoghue, Leicesterin yliopiston jatkotutkija ja uuden lehden Nature-lehdessä julkaistu kirja. "Rengassateen päävaikutus on, että se" sammuttaa "Saturnuksen ionosfäärin vähentäen voimakkaasti elektronien tiheyksiä alueilla, joihin sataa."
Keksin observatorion avulla O’Donoghue ja tutkijaryhmä löysivät ladatut vesipartikkelit, jotka putosivat planeetan renkaista Saturnuksen ilmakehään. He havaitsivat myös, että rengassateen määrä on paljon suurempi, ja se kuuluu laajemmille planeetan alueille, kuin aiemmin ajateltiin. Teos paljastaa, että sade vaikuttaa Saturnuksen yläilman osien koostumukseen ja lämpötilarakenteeseen.
O'Donoghue sanoi, että renkaan vaikutus elektronitiheyteen on tärkeä, koska se selittää sen, miksi havainnot ovat vuosikymmenien ajan osoittaneet, että elektronien tiheydet ovat epätavallisen alhaiset joillakin Saturnuksen leveysasteilla.
"On osoittautunut, että Saturnuksen ionosfäärisen ympäristön ja ilmaston tärkein tekijä planeetan laajoilla alueilla ovat rengashiukkaset, jotka sijaitsevat 120 000 mailia [200 000 km] yläpuolella", kertoi paperille kirjoittanut Kevin Baines Jet Propulsion -laboratoriosta. "Rengaspartikkelit vaikuttavat siihen, mitkä hiukkaslajit ovat ilmakehän lämpötilan tässä osassa."
1980-luvun alkupuolella NASA: n Voyager-avaruusaluksen kuvat osoittivat kaksi tai kolme tummaa nauhaa Saturnuksessa ja tutkijat teorioivat, että vesi olisi voinut olla suihkussa näihin kaistoihin renkaista. Sitten ESA: n infrapuna-observatorioa käyttävät tähtitieteilijät löysivät pienten määrien vettä Saturnuksen ilmakehässä jo vuonna 1997, mutta eivät oikeasti löytäneet selitystä miksi se oli siellä ja miten se pääsi sinne.
Sitten vuonna 2011 tehdyt havainnot Herschelin avaruus observatorion kanssa määrittivät vesijään Enceladusin geysereistä muodostaen jättiläisen vesihöyryrenkaan Saturnuksen ympärille.
Mutta Voyagerin näkemät kaistat nähtiin myös vasta vuonna 2011, kun ryhmä tarkkaili planeettaa Keckin observatorion NIRSPEC-tekniikan kanssa, läheisen infrapunaspektrometrin kanssa, joka yhdistää laajan aallonpituuden peiton korkealla spektrisella resoluutiolla, jolloin tarkkailijat näkevät selkeästi pienet päästöt Saturnuksen valoisat osat.
Rengassateen vaikutus ilmenee Saturnuksen ionosfäärissä (maapallolla on samanlainen ionosfääri), jossa varautuneita hiukkasia syntyy, kun muuten neutraali ilmapiiri altistuu energiahiukkasten virtaukselle tai auringonsäteilylle. Kun tutkijat seurasivat kolmesta vetyatomista (pikemminkin kuin tavallisista kahdesta) koostuvan tietyn vetymolekyylin päästökuviota, he odottivat näkevänsä yhtenäisen maapallon infrapunavalon.
Sen sijaan he havaitsivat sarjan vaaleita ja tummia nauhoja, joiden kuvio jäljitteli planeetan renkaita. Saturnuksen magneettikenttä "kartoittaa" vesirikkaat renkaat ja vedetön raot renkaiden välillä planeetan ilmakehään.
He arvelivat, että Saturnuksen magneettikenttä veti planeetan renkaista varautuneita vesipartikkeleita kohti planeettaa ja neutraloi hehkuvia triatomisia vetyioneja. Tämä jättää suuria "varjoja" siihen, mikä muuten olisi koko maapallon infrapunahehku. Nämä varjot peittävät 30 - 43 prosenttia planeetan ilmakehän yläpinnasta noin 25 - 55 astetta. Tämä on huomattavasti suurempi alue kuin Voyager-kuvat ehdottavat.
Sekä Maalla että Jupiterilla on hyvin tasaisesti hehkuva päiväntasaajan alue. Tutkijat odottivat tätä mallia myös Saturnuksessa, mutta sen sijaan he näkivät dramaattiset erot eri leveysasteilla.
"Jossa Jupiter hehkuu tasaisesti koko päiväntasaajan alueidensa, Saturnuksessa on tummia nauhoja, joihin vesi putoaa, tummuttaen ionosfääriä", kertoi Tom Stallard, yksi Leicesterin kirjoituksen tekijöistä. ”Yritämme nyt myös tutkia näitä ominaisuuksia instrumentilla NASAn Cassini-avaruusaluksella. Jos onnistumme, Cassini voi antaa meille nähdä yksityiskohtaisemmin tavan, jolla vesi poistaa ionisoituneita hiukkasia, kuten esimerkiksi korkeuden muutokset tai vuorokauden aikaan liittyvät vaikutukset. "
Lähteet: Keckin observatorio
, Luonto.
