Zákryt Slunce odhaluje průhlednost Saturnova prstence

Doktorand z Lancasterské univerzity změřil optickou tloušťku Saturnových prstenců pomocí nové metody založené na tom, kolik slunečního světla dosáhlo kosmické sondy Cassini, když byla ve stínu prstenců. Optická tloušťka je spojena s průhledností objektu a ukazuje, jak daleko může světlo projít tímto objektem, než se pohltí nebo rozptýlí.

Mise Cassini a výzkumná spolupráce
Výzkum vedený Lancasterskou univerzitou ve spolupráci se Švédským institutem kosmické fyziky byl nedávno publikován v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Kosmická sonda Cassini byla vypuštěna v roce 1997 a dosáhla Saturnu v roce 2004, přičemž provedla dosud nejrozsáhlejší průzkum planety a jejích měsíců. Mise skončila v roce 2017, kdy se Cassini ponořila do atmosféry Saturnu poté, co 22krát prolétla mezi planetou a jejími prstenci.

Metodika a zjištění
George Xystouris, doktorand z Lancaster University, pod vedením Chrise Arridge analyzoval historická data z Langmuirovy sondy na palubě Cassini, což je přístroj, který měřil studenou plazmu, tj. nízkoenergetické ionty a elektrony, v magnetosféře Saturnu.

Pro svou studii se zaměřil na zatmění Slunce pozorované z kosmické sondy v období, kdy byla Cassini ve stínu Saturnu nebo hlavních prstenců. Během každého zákrytu Langmuirova sonda zaznamenala dramatické změny v datech.

George Xystouris řekl: „Protože je sonda kovová, může jí sluneční světlo poskytnout dostatek energie, aby uvolnila elektrony, kdykoliv je osvětlena. Toto je fotoelektrický jev a elektrony, které se uvolňují, jsou takzvané ´fotoelektrony´. Mohou však způsobit problémy, protože mají stejné vlastnosti jako elektrony v chladném plazmatu kolem Saturnu a neexistuje snadný způsob, jak je oddělit.“

„Zaměřením na variace dat jsme si uvědomili, že souvisí s tím, kolik slunečního světla by každým prstencem mohlo projít.“ Nakonec se nám pomocí vlastností materiálu, ze kterého byla Langmuirova sonda vyrobena, a toho, jak jasné bylo Slunce ve vzdálenosti Saturnu, podařilo vypočítat změnu počtu fotoelektronů pro každý prstenec a vypočítat optickou tloušťku prstenců Saturnu.

„Byl to nový a vzrušující výsledek! Použili jsme přístroj, který se používá hlavně pro měření plazmatu, což je unikátní použití Langmuirovy sondy, a naše výsledky souhlasily se studiemi, které používaly snímače s vysokým rozlišením k měření průhlednosti prstenců.“

Budoucí viditelnost Saturnových prstenců
Hlavní prstence, které se rozprostírají až do vzdálenosti 140 000 km od planety, ale mají maximální tloušťku pouze 1 km a mají při pohledu ze Země „zmizet“ do roku 2025. V tomto roce budou prstence mířit k Zemi, takže bude téměř nemožné je pozorovat. Během další fáze 29leté oběžné dráhy Saturnu se nakloní zpět k Zemi a až do roku 2032 budou nadále viditelnější a jasnější.

Profesor Mike Edmunds, prezident Královské astronomické společnosti, dodal: „Vždy je dobré vidět postgraduálního studenta zapojeného do používání přístrojů vesmírných sond neobvyklým a vynalézavým způsobem. Inovace tohoto druhu je právě to, co potřebuje astronomický výzkum – a přístup, který mnoho bývalých studentů v různých profesích uplatňuje, aby pomohli řešit světové problémy.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/unveiling-saturns-secrets-eclipses-reveal-ring-transparency/ a https://phys.org/news/2023-11-eclipses-transparency-saturn.html

autor: František Martinek