Sonda Cassini, w ostatnich dniach swojej misji wokół Saturna zarejestrowała strumień cząstek, który naukowcy nazwali „pierścieniowym deszczem„. Międzynarodowy zespół badaczy opublikował właśnie na łamach czasopisma „Science” pierwsze wyniki analiz danych, które kosmiczna sonda przesłała w połowie września ubiegłego roku, tuż przed bezpowrotnym wejściem w gęste warstwy atmosfery planety. Okazuje się, że Cassini napotkała wtedy głównie okruchy wodnego lodu i drobiny krzemianów, spadające na planetę z jej słynnych pierścieni. W sumie „Science” publikuje aż 6 artykułów opisujących wnioski z tych bezprecedensowych, przeprowadzonych „w ostatniej chwili” badań.

Sonda Cassini spędziła w kosmicznej podróży 20 lat, z czego 13 lat na orbicie Saturna. Decyzję o tym, że jej misja zakończy się kontrolowaną katastrofą podjęto w NASA w 2010 roku. Chodziło o to, by po wyczerpaniu się paliwa i utracie nad nią kontroli nie doszło do sytuacji, w której sonda mogłaby spaść na któryś z księżyców Saturna i zaburzyć tamtejsze środowisko. Szczególnie istotna była ochrona Enceladusa, pod którego lodową powierzchnią przebiegają prawdopodobnie procesy hydrotermalne, które potencjalnie mogłyby umożliwić powstanie tam życia.

„Wielki Finał” sondy rozpoczął się 22 kwietnia, by ostatecznie zakończyć 15 września. W ciągu ostatnich kilku miesięcy pracy Cassini okrążyła Saturna 22 razy po orbitach przebiegających przez liczącą 2400 kilometrów szerokości przerwę między zewnętrzną warstwą atmosfery planety, a wewnętrzną krawędzią jej pierścieni. Nie podróżował tamtędy żaden z wcześniejszych próbników. To miało do maksimum zwiększyć szanse na zdobycie przez sondę dodatkowych informacji na temat samej planety i jej pierścieni. Opublikowane właśnie prace podsumowują tę informacje.

Sonda Cassini na orbicie Saturna /NASA/JPL-Caltech /Materiały prasowe

Cassini spełniła pokładane w niej nadzieje. Po raz pierwszy pokazała, w jaki sposób pierścienie oddziałują z górnymi warstwami atmosfery planety, tracąc zarówno drobiny lodu, pyłu, jak i gazu. Niektóre z tych drobin niosą ładunek elektryczny i poruszają się spiralnym ruchem wokół linii pola magnetycznego, spadając w atmosferę Saturna na wyższych szerokosciach geograficznych. Inne ściągane są dość szybko w dół w rejonie równika planety. Sonda zarejestrowała w czasie ostatniej fazy lotu blisko trzy tysiące takich drobin, na tej podstawie naukowcy szacują, że z pierścieni spada w ten sposób około 10 ton materiału na sekundę.

Wizualizacja sondy Cassini miedzy Saturnem i jego pierścieniami / NASA/JPL-Caltech /Materiały prasowe

Niespodzianką jest skład tego deszczu. Co prawda podobnie jak w pierścieniach dominują tam różne postacie lodu i drobiny krzemianów, ale są także cząsteczki organiczne, metan, amoniak, tlenek i dwutlenek węgla. Ich proporcje są przy tym odmienne od tych odkrytych na księżycach Saturna, Tytanie i Enceladusie, co pokazuje, że w układzie Saturna są co najmniej trzy różne rezerwuary tych cząsteczek. Choć w obrębie samych pierścieni krążą cząstki i odłamki o bardzo różnorodnych rozmiarach, w obszarze poniżej pierścieni znajdywano najwięcej tych najmniejszych, o nanometrowych rozmiarach, przypominających rodzaj dymu. To sugeruje, że może tam gdzieś zachodzić nieznany jeszcze proces ich mielenia i rozcierania. Badacze zwracają uwagę na to, że na drobinach lodu z pierścieni, jak na książkach w bibliotece, osadza się kurz. Ich analiza może pomóc ocenić wiek pierścieni, którego wciąż nie znamy.

Graficzne podsumowanie odkryć z ostatniego etapu misji sondy Cassini / NASA/JPL-Caltech /Materiały prasowe

Aparatura Cassiniego wskazała też na obecność wokół Saturna dodatkowych, nieznanych wcześniej pierścieni radiacyjnych, zawierających wiele naładowanych cząstek i silnego systemu przepływów prądu elektrycznego między pierścieniami i górnymi warstwami atmosfery. Potwierdziła też, że oś pola magnetycznego planety jest praktycznie tożsama z osią obrotu, co nie do końca daje się wyjaśnić. Naukowcy liczą, że dalsze analizy danych pomogą odkryć jeszcze niejedną tajemnicę, choćby doprecyzować szacowaną wciąż tylko z grubsza na 10,7 godziny długość doby na Saturnie.

 

 

Źródło: NASA, rmf24, PhysOrg