Ze Saturnových prstenců prší na planetu organické látky

Nové výzkumy uskutečněné na základě dat získaných během posledních oběhů sondy NASA s názvem Cassini představují obrovský skok vpřed v našich poznatcích o systému planety Saturn – zejména záhady doposud nikdy nezkoumaného prostoru mezi planetou a jejími prstenci. Některé předjímané představy se ukázaly být chybnými, zatímco se vynořily nové otázky.

Šest vědeckých týmů publikovalo svoje práce 5. října 2018 v časopise Science na základě zjištěných dat sondy Cassini v průběhu závěrečných oběhů kolem Saturnu (tzv. Cassini's Grand Finale), když sonda již spotřebovala veškeré zásoby pohonných hmot. Řídící tým navedl sondu Cassini působivě do těsné blízkosti k Saturnu během posledních 22 oběhů před jejím záměrným zničením (vypařením) během závěrečného vniknutí do atmosféry planety v září 2017.

S vědomím, že poslední dny sondy jsou již sečteny, řídící tým si šel doslova pro zlato. Sonda se pohybovala v prostředí, pro které nebyla konstruována. Zaprvé studovala zmagnetizované prostředí v okolí Saturnu, prolétala skrz prstence obsahující částečky ledu a prachu a „očichávala“ složení atmosféry ve 2 000 km široké mezeře mezi prstenci a horní vrstvou oblačnosti. Nejenže sonda absolvovala poslední průlety kolem Saturnu na hranici svých možností, ale nové objevy dokládají, jak výkonné a kvalitní přístroje se nacházely na její palubě.

Velké množství vědeckých výsledků z období Grand Finale bude teprve publikováno, avšak již zde máme některé nejvýznamnější poznatky:

• Složité organické sloučeniny vtisknuté do miniaturních vodních kapiček prší směrem dolů ze Saturnových prstenců do svrchní atmosféry planety. Vědci objevili vodu a silikáty, avšak byli překvapeni tím, že rovněž pozorovali metan, čpavek, oxid uhelnatý, dusík a oxid uhličitý. Složení organických látek je odlišné od těch, které byly objeveny na měsíci Enceladus – a rovněž se lišily od měsíce Titan, což znamená, že existují přinejmenším tři odlišné rezervoáry organických molekul v systému planety Saturn.

• Nejprve se sonda Cassini podívala blíže na to, jak prstence interagují s planetou a pozorovala částice a plyn padající z vnitřních prstenců přímo do atmosféry. Některé částice získávaly elektrický náboj a spirálovitě podél siločar magnetického pole putovaly do vysokých planetárních šířek Saturnu – tento jev je známý jako „déšť z prstenců“. Avšak astronomové byli překvapeni, když zjistili, že ostatní částice jsou rychle unášeny do oblasti Saturnova rovníku. A všechny vypadávají z prstenců intenzivněji, než vědci předpokládali – v množství více než 10 000 kg hmoty za sekundu.

• Vědci byli překvapeni, když zjistili, že materiál vypadá podobně v mezeře mezi prstenci a atmosférou planety. Věděli, že částice uvnitř prstenců svými rozměry pokrývají oblast od malých po velké částice. Avšak odběr vzorků v mezeře ukázal ponejvíce drobné částice velikosti několika nanometrů odpovídající částicím kouře, což naznačuje, že některé doposud neznámé procesy tyto částice rozmělňují.

• Saturn je se svými prstenci dokonce více vzájemně propojený, než si astronomové doposud mysleli. Kosmická sonda Cassini odhalila dosud neznámé současné elektrické systémy, které propojují prstence s horními vrstvami Saturnovy atmosféry.

• Astronomové objevili v okolí Saturnu nové radiační pásy v těsné blízkosti planety, v nichž se soustřeďují nabité částice. Bylo zjištěno, že ačkoliv radiační pásy skutečně křižují nejvnitřnější prstenec, je tento útvar tak řídký, že nemůže bránit vzniku radiačních pásů.

• Na rozdíl od všech ostatních planet ve Sluneční soustavě, které mají vlastní magnetické pole, je magnetické pole Saturnu téměř dokonale srovnané s rotační osou planety. Nová data ukázala, že sklon rotační a magnetické osy se odlišuje méně než o 0,0095°. (U Země činí rozdíl ve sklonu rotační a magnetické osy přibližně 11°.) Podle všeho vědci znají, jak jsou generována magnetická pole planet, avšak nikoliv u Saturnu. To je záhadou, kterou se fyzikové snaží rozluštit.

• Sonda Cassini prolétávala nad oběma magnetickými póly Saturnu a přímo studovala regiony, kde je generováno rádiové záření. Objevila jednu z mála nepozemských lokalit, kde vědci byli schopni studovat mechanismus vzniku rádiového záření, který – jak se předpokládá – funguje v celém vesmíru.

Postupné předávání znalostí získaných sondou Cassini z oběhů v období tzv. Velkého finále (Grand Finale) více než ospravedlňuje záměrné riziko ponoření sondy do mezery pod prstenci – přelétající přitom nejsvrchnějšími oblastmi atmosféry Saturnu a okrajem vnitřních prstenců, dodává vědecká pracovnice projektu Linda Spilker.

„Téměř všechno ukazuje na to, že region se ukázal být pro astronomy velmi překvapující,“ říká Linda Spilker. „Bylo důležité být zde a studovat oblast, kterou dosud žádná sonda neprolétávala. A výprava se vskutku vyplatila – získaná data jsou senzačně vzrušující.“

Analýza dat z přístrojů na palubě kosmické sondy Cassini bude ještě pokračovat několik let, což pomůže zhotovit přesnější obraz planety Saturn.

Zdroj: https://www.nasa.gov/feature/jpl/groundbreaking-science-emerges-from-ultra-close-orbits-of-saturn

autor: František Martinek