Inelele lui Saturn se epuizează rapid

Când sondele Voyager au vizitat Saturn în anii 1980 și au făcut măsurători pe sistemul planetei gigantice, inclusiv inelele, rezultatele lor au sugerat că materialul înghețat din inele scădea destul de periculos. Cu ajutorul măsurătorilor și observațiilor navei spațiale Cassini, am reușit de atunci să aflăm mult mai multe despre situație și acum este evident că valorile estimate pe baza măsurătorilor Voyager nu au fost excesive. La fiecare jumătate de oră, din inelele lui Saturn cad în aerul planetei uriașe suficiente boabe de gheață pentru a umple o piscină olimpică, iar viața rămasă a sistemului de inele este estimată la 292 milioane de ani. Numărul pare mare, dar este doar un moment în raport cu întreaga durată de viață a planetei.

O echipă de cercetători americano-engleză a prelucrat observații terestre, și anume cele făcute cu telescopul Keck în 2011, întrebarea principală, desigur, a fost când s-ar fi putut forma sistemul de inele, să se co-origine cu Saturn sau să se dezvolte mult mai târziu? Cercetarea confirmă ultimul răspuns, este foarte probabil ca inelele să aibă o vechime de abia 100 de milioane de ani și, dacă durata de viață a sistemului de inele este atât de scurtă, ar putea fi cu ușurință că am fost pur și simplu „născuți la momentul nepotrivit” pentru alte planete gigantice să-și vadă inelele în perioada lor de glorie. Astăzi, inelele din jurul lui Jupiter, Uranus și Neptun sunt doar benzi subțiri și nici nu pot fi comparate cu sistemul complex și foarte impunător al lui Saturn. Dacă un sistem de inele ar putea trăi doar câteva sute de milioane de ani, ar fi putut fi cu ușurință în mod similar spectaculos și extins în trecut în jurul altor planete. Inelele lui Saturn au fost, probabil, create de coliziunea fostelor luni înghețate, ale căror orbite ar fi putut fi tulburate de efectul gravitațional al unui corp ceresc din apropiere.

Când Voyagerii l-au văzut pe Saturn, primele semne suspecte din care a apărut posibilitatea „ploii” căzând de pe inel pe planetă au fost evenimente aparent independente: variabilitate ciudate în ionosfera planetei, schimbări de densitate în inel și trei benzi întunecate care înconjoară în stratosfera lui Saturn, în latitudinea medie nordică a planetei. Benzile detectate de Voyager au fost legate de o linie de forță magnetică de pe planetă într-un studiu din 1986 și s-a emis ipoteza că s-ar fi putut forma prin intermediul particulelor de inel încărcate electric care vin pe planetă de-a lungul liniilor de forță. Sistemul inelar este format din particule cu dimensiuni cuprinse între câțiva metri și microni, acesta din urmă fiind principala sursă de pierdere. Din plasmă formată de coliziunea electrică a particulelor minuscule. Particulele încărcate pot fi deja afectate de câmpul magnetic al planetei, iar particulele se mișcă în direcția planetei de-a lungul liniilor de forță. Sarcina supără practic echilibrul care a existat între viteza particulelor care circulă și atracția gravitațională a planetei, deținând anterior particulele în inel. La atingerea atmosferei superioare a planetei, aceste particule se evaporă și conținutul lor de apă reacționează cu atmosfera.

De unde știm toate acestea? Observațiile cu binoclul Keck au dezvăluit luminozitatea în infraroșu, a cărei origine este legată de ionii de hidrogen pozitivi formați în aceste reacții.
Se calculează că 0,4-2,8 tone de apă pe secundă ajung pe planetă din inele! Atmosfera este atinsă în ambele benzi ale emisferelor nordice și sudice, astfel încât particulele ar putea fi văzute clar în înregistrări. Cu toate acestea, au descoperit o altă bandă legată de Enceladus: în emisfera sudică, dar mult mai aproape de pol, la 62 de grade latitudine sudică. Cu ajutorul unor gheizeruri binecunoscuți din luna înghețată, materialul suferă modificări similare cu cele ale materialului inelului și, de asemenea, se poate apropia de planetă cu ajutorul liniilor magnetice de forță. Aceste rezultate sunt confirmate și de un studiu complet independent bazat pe măsurătorile lui Cassini, astfel încât rezultatele măsurătorilor efectuate acum cu trei instrumente independente au fost foarte susceptibile de a conduce la date și concluzii corecte.

Deoarece sistemul inelar al lui Saturn primește o iluminare diferită în timpul circulației sale de 29,4 ani, la fel și radiația UV care ajunge la particule, rezultând cantități variabile de particule care curg pe planetă. Aș dori să extind observațiile lui Keck din 2011 la alte perioade de circulație și să perfecționez datele în funcție de proporția modificărilor experimentate.

Rezultatul cercetării a fost publicat în numărul Icarus din 17 decembrie. Un articol original în limba engleză poate fi găsit aici.

Mónika Landy-Gyebnár
(Mai multe traduceri de la autor pe facebook: Heaven - On Earth - Underground)