5 lucruri pe care le-am învățat despre Saturn de când Cassini a murit

THE WOODLANDS, Texas — Au trecut șase luni de când nava spațială Cassini de la NASA a căzut spre moarte în atmosfera lui Saturn, dar oamenii de știință nu au petrecut mult timp doliu. S-au ocupat analizând datele finale ale navei spațiale.

Misiunea Cassini s-a încheiat pe 15 septembrie 2017, după mai bine de 13 ani în jurul lui Saturn. (SN Online: 15.09.17). Ultimele 22 de orbite ale navei spațiale, numite Marea Finală, au trimis-o pe Cassini în regiunea potențial periculoasă dintre gigantul gazos și inelele sale, iar orbita sa finală a trimis-o direct în atmosfera lui Saturn.

Această perspectivă a ajutat la rezolvarea misterelor despre planetă și lunile sale care nu puteau fi abordate în alt mod, au declarat oamenii de știință pe 19 martie la Conferința de știință lunară și planetară din The Woodlands, Texas.

„În atât de multe feluri, orbitele Grand Finale au furnizat informații care au fost total neașteptate”, a declarat Linda Spilker, cercetătoarea proiectului Cassini, de la Laboratorul de propulsie cu reacție al NASA din Pasadena, California. „Atât de multe dintre modelele noastre nu erau corecte”.

Iată cinci lucruri pe care le știm acum și câteva mistere remarcabile.

1. Norii lui Saturn merg adânci

Aceste orbite finale temeroase i-au permis lui Cassini să măsoare gravitația lui Saturn și a inelelor sale independent unul de celălalt. Privind numai câmpul gravitațional al planetei a arătat că benzile învolburate de nori pătrund mult mai adânc în planetă decât se aștepta.

Astronomii au anunțat luna aceasta o descoperire similară pentru un gigant gazos și mai mare, raportând că nava spațială Juno, care orbitează în jurul lui Jupiter, a descoperit că centurile de nori rotative ale planetei ajung la aproximativ 3.000 de kilometri sub vârful atmosferei.

Norii lui Saturn ajung de câteva ori mai adânci decât atât. „Acesta a fost un rezultat uimitor”, a spus Spilker.

„Oamenii obișnuiau să creadă că poate Saturn este doar o versiune puțin mai mică a lui Jupiter, dar este evident că nu este cazul”, spune omul de știință planetar Paul Schenk de la Institutul Lunar și Planetar din Houston, care nu a fost implicat în măsurătorile gravitației. Diferența se referă la cât de diverse sunt planetele, spune el. „Fiecare loc în care te uiți, oriunde am fost, a fost atât de dramatic diferit și unic.”

2. Ploaia circulară erodează inelul cel mai interior

Granule de gheață din inele plouă în atmosfera lui Saturn, au confirmat orbitele finale ale lui Cassini. Această idee de „ploaie inelă” a fost sugerată încă din anii 1980, dar doar gustând atmosfera și eșantionând direct spațiul dintre Saturn și inele, Cassini a putut confirma că ploile sunt reale.

În ultimele sale cinci orbite complete, Cassini a găsit o grădină zoologică de molecule organice în și chiar deasupra atmosferei lui Saturn, a spus cercetătorul planetar Kelly Miller de la Institutul de Cercetare Sud-Vest din San Antonio. Nava spațială a găsit multă apă, ceea ce nu a fost surprinzător – apa reprezintă aproximativ 90 la sută din inele. Dar existau și o mulțime de hidrocarburi asemănătoare propanului, plus câteva molecule purtătoare de metan și sulf.

Tipurile de molecule au devenit mai puțin bine amestecate pe măsură ce nava spațială a privit mai adânc în atmosfera lui Saturn, ceea ce s-ar întâmpla dacă particulele ar veni din inele și s-ar scufunda cu viteze diferite. Cercetătorii cred că acest material plouă în special din inelul D al lui Saturn, cel mai subțire inel interior. Alte date Cassini sugerează că acest inel își pierde masa.

„Inelul D este încet erodat și intră în planetă”, a spus Spilker.

3. Organicurile ar putea explica nuanțe misterioase de inele

Substanțele organice din ploaia inelă ar putea rezolva o dezbatere despre motivul pentru care inelele lui Saturn apar roșiatice în unele puncte.

„Avem această dezbatere de câțiva ani încoace – sunt roșii din cauza ruginii de modă veche, cum ar fi Marte, sau din cauza acelorași tipuri de materiale organice… care fac morcovii, roșiile și pepenele roșu?” a spus planetarist Jeff Cuzzi de la Centrul de Cercetare Ames al NASA din Moffett Field, California. „Pentru mine, acest lucru răspunde la întrebarea ce face inelele roșii: sunt organice”.

Totuși, nu este clar de unde provin organicele. Ele ar putea fi create în interiorul inelelor sau ar putea proveni din praful cosmic din cozile cometelor. Miller și colegii ei compară moleculele de ploaie inelului cu datele de pe cometa 67P, pe care nava spațială Rosetta le-a observat, pentru a vedea cât de bine se potrivesc (SN: 11/11/17, str. 32).

4. „Insulele magice” ale lui Titan nu sunt insule sau bule

Caracteristicile misterioase care dispar în lacurile de pe luna lui Saturn, Titan, sunt cauzate de lumina soarelui care se reflectă în valurile gigantice, a declarat planetarist Alexander Hayes de la Universitatea Cornell.

imaginea în infraroșu a lui Saturn
SUN GLINT Această imagine în infraroșu realizată de Cassini în 2014 arată o reflexie strălucitoare, asemănătoare unei oglinzi (pată galbenă în stânga sus) în Kraken Mare, o mare de nord pe luna lui Saturn, Titan. Această reflecție combinată cu datele radar sugerează că ceea ce se credea a fi insule misterioase care dispar în mare sunt de fapt valuri înalte. JPL-Caltech/NASA, Univ. din Arizona, Univ. din Idaho

Aceste caracteristici au fost denumite „insule magice” când au fost observate pentru prima dată în 2014. În aprilie 2017, oamenii de știință planetari au crezut că au rezolvat insulele: păreau să fie rezultatul bulelor de azot asemănătoare șampaniei care bâzbeau prin mările de metan și etan ale lunii. (SN Online: 18.04.17).

Dar Hayes a prezentat date recent analizate din august 2014, când Cassini s-a uitat la Kraken Mare, cea mai mare mare nordică a lunii, în radar și în infraroșu, la două ore unul de celălalt. Imaginile radar au arătat o insulă magică, iar cele cu infraroșu au arătat un vârf de luminozitate în același loc.

Deoarece observațiile au fost făcute la două ore distanță, insula probabil nu s-ar fi putut datora bulelor, a spus Hayes – bulele s-ar fi spart sau s-ar dispersa prea repede. În schimb, el crede că strălucirea ar putea fi sclipirea luminii soarelui care se reflectă direct de pe valurile gigantice de pe lac, cum ar fi modul în care oceanul ondula cu aur la apus. Simulările atmosferei lui Titan sugerează că aceste valuri ar putea fi ridicate de vânturi cu o viteză de 0,5 metri pe secundă, care abia ar mișca o paletă de vânt pe Pământ.

5. Penele lui Enceladus se pot lumina prin tragerea unei alte luni

Micuța lună a lui Saturn, Enceladus, are penele care pot fi acționate de ghionturi de la o altă lună.

Stropurile de apă lichidă au fost descoperite în 2006. În următorii șase ani, oamenii de știință au observat că penele au variat în luminozitate (un indicator pentru cât de mult material țâșnește de pe Lună) pe un ciclu zilnic, probabil determinat de diferitele poziții ale lui Saturn în Enceladus. ‘ cer.

Apoi, în 2015, unii cercetători au observat că luminozitatea generală a penelor a scăzut de la începutul misiunii Cassini.

O posibilă explicație a fost că penele s-au schimbat odată cu anotimpurile lui Saturn. Un altul a fost că gheața s-a acumulat în orificiile de ventilație, înfundandu-le și scăzând debitul. Dar analizând setul complet de date de 13 ani, omul de știință planetar Francis Nimmo a descoperit că penele devin mai strălucitoare într-un ciclu regulat la fiecare patru și 11 ani. Modelul este prea coerent pentru a fi explicat prin orificiile de ventilație înfundate, a spus Nimmo, de la Universitatea din California, Santa Cruz. În mod ciudat, penul a crescut mai luminos în 2017, așa că nici explicația sezonieră nu se potrivește.

Variațiile ar putea fi explicate de o lună vecină, Dione. De fiecare dată când Dione și Enceladus se aliniază, stresul gravitațional unul asupra celuilalt ar putea forța orificiile de aerisire ale lui Enceladus să se deschidă puțin mai mult, determinând penele să devină mai strălucitoare.

Enigme nerezolvate

Până acum, analiza datelor de la Cassini nu a răspuns la toate întrebările oamenilor de știință. Este Enceladus singura lună cu penar? Dione a dat și el semne de activitate, dar Cassini nu a putut să confirme. Cât de gros este calota de gheață a lui Enceladus? De ce lacurile mai mici ale Titanului sunt pline de metan pur și limpede, când oamenii de știință se așteptau ca lacurile să fie înfundate cu nămol de hidrocarburi?

Chiar dacă nava spațială a dispărut, a lăsat zeci de ani de date de cercetat în căutarea răspunsurilor. „Cassini va continua să dea atâta timp cât vom continua să căutăm”, a spus Hayes.

Nota editorilor: această poveste a fost actualizată pe 21 martie 2018, pentru a include afilierile lui Jeff Cuzzi și Francis Nimmo.