Saturnovy prstence ohřívají horní atmosféru plynného obra

Nejschůdnějším vysvětlením je, že ledové částice z prstenců prší dolů do atmosféry Saturnu a způsobují její zahřívání. Tohoto názoru jsou astronomové, kteří analyzovali několik datových souborů získaných Hubbleovým vesmírným dalekohledem HST, kosmickou sondou Cassini, sondami Voyager 1 a 2 a misí International Ultraviolet Explorer (IUE). To by mohlo být způsobeno dopadem mikrometeoritů, bombardováním částicemi slunečního větru, slunečním ultrafialovým zářením nebo elektromagnetickými vlnami, které zachycují elektricky nabitý prach.

„Ačkoliv je pomalý rozpad prstenců dobře znám, jeho vliv na vodíkové atomy planety je překvapením,“ řekl Lotfi Ben-Jaffel, výzkumník z Ústavu astrofyziky v Paříži a Lunar & Planetary Laboratory na univerzitě v Arizoně. „Ze sondy Cassini jsme již věděli o vlivu prstenců. O obsahu atomárního vodíku jsme však nic nevěděli. Všechno je poháněno částicemi z prstenců, které kaskádovitě proudí do atmosféry v určitých zeměpisných šířkách. Upravují horní atmosféru a mění její složení. A pak zde máme také srážkové procesy s atmosférickými plyny, které pravděpodobně ohřívají atmosféru v určité výšce.“

Závěr týmu vyžadoval spojení archivních pozorování v ultrafialovém světle (UV) ze čtyř vesmírných misí, které studovaly Saturn. To zahrnuje pozorování ze sond Voyager, které prolétly kolem Saturnu v 80. letech a měřily přebytek UV záření. Astronomové tehdy měření odmítli jako šum v detektorech. Mise Cassini, která dorazila k Saturnu v roce 2004, také shromáždila UV data o atmosféře během několika let.

Další údaje pocházejí z HST a družice International Ultraviolet Explorer, která byla vypuštěna v roce 1978. Přetrvávající otázkou však bylo, zda všechna data mohou být jen iluzorní, nebo naopak odrážejí skutečný jev na Saturnu. Klíčem k sestavení skládačky bylo rozhodnutí týmu použít měření z Hubbleova kosmického dalekohledu. Jeho přesná pozorování Saturnu byla použita ke kalibraci archivních UV dat ze všech čtyř dalších vesmírných misí, které Saturn pozorovaly. Astronomové porovnali pozorování Saturnu v UV záření z HST s rozložením světla z mnoha vesmírných misí a přístrojů.

„Když bylo vše zkalibrováno, jasně jsme viděli, že spektra jsou konzistentní ze všech misí,“ řekl Ben-Jaffel. „Bylo to možné, protože máme stejný referenční bod z HST, pokud jde o rychlost přenosu energie z atmosféry měřenou po desetiletí. Bylo to pro mě opravdu překvapení. Právě jsem vynesl dohromady různá data o rozložení světla a pak jsem si uvědomil, wow – je to stejné.“

Čtyři desetiletí UV dat pokrývají několik slunečních cyklů a pomáhají astronomům studovat sezónní vlivy Slunce na Saturn. Shromážděním všech různorodých dat a jejich kalibrací Ben-Jaffel a jeho kolegové zjistili, že neexistuje žádný rozdíl v úrovni UV záření.

„Kdykoli a na jakékoliv pozici na planetě můžeme sledovat úroveň UV záření. To ukazuje na neustálý „ledový déšť“ ze Saturnových prstenců jako nejlepší vysvětlení,“ řekl Ben-Jaffel. „Jsme teprve na začátku tohoto efektu charakterizace vlivu prstence na horní atmosféru planety. Nakonec chceme mít globální přístup, který by přinesl skutečný popis i o atmosférách na vzdálených světech. Jedním z cílů této studie je zjistit, jak ji můžeme aplikovat na planety obíhající kolem jiných hvězd. Říkejme tomu hledání exo-prstenců.“

Článek byl publikován v Planetary Science Journal.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/saturns-rings-upper-atmosphere-heating-11792.html a
https://scitechdaily.com/saturns-strange-ring-heat-phenomenon-solving-a-solar-system-mystery/

autor: František Martinek