Z tiskové zprávy JPL:
Nová analýza založená na datech z kosmické lodi Cassini NASA nachází příčinnou souvislost mezi tajemnými, periodickými signály ze Saturnova magnetického pole a explozemi horkého ionizovaného plynu, známého jako plazma, kolem planety.
Vědci zjistili, že obrovské mraky plazmy periodicky kvetou kolem Saturn a pohybují se kolem planety jako nevyvážené množství prádla při cyklu odstřeďování. Pohyb této horké plazmy způsobuje opakující se „ráz“ signatury při měření rotujícího magnetického prostředí Saturn a pomáhá ilustrovat, proč vědci měli tak obtížné měření délky dne na Saturn.
"Je to průlom, který nás může poukázat na původ záhadně se měnících periodicit, které zakrývají skutečné rotační období Saturn," řekl Pontus Brandt, hlavní autor knihy a vědec týmu Cassini se sídlem na Applied Physics University Johns Hopkins University Laboratoř v Laurelu, MD. "Velkou otázkou je, proč k těmto výbuchům dochází pravidelně."
Data ukazují, jak jsou plazmové injekce, elektrické proudy a Saturnovo magnetické pole - jevy, které jsou pro lidské oko neviditelné - partnery ve složité choreografii. Pravidelné plazmové exploze vytvářejí ostrovy tlaku, které rotují kolem Saturn. Ostrovy tlaku „nafukují“ magnetické pole.
Na webu Cassini je vidět nová animace ukazující související chování.
Vizualizace ukazuje, jak neviditelná horká plazma v Saturnově magnetosféře - magnetická bublina kolem planety - v reakci na tlak exploduje a deformuje linie magnetického pole. Saturnova magnetosféra není dokonalá bublina, protože je foukaná zpět silou slunečního větru, který obsahuje nabité částice proudící ze slunce.
Síla slunečního větru protahuje magnetické pole strany Saturn obrácené od slunce do tzv. Magnetické plachty. Zdá se, že kolaps magnetické křivky odstartuje proces, který způsobuje prasknutí horké plazmy, které zase nafukuje magnetické pole ve vnitřní magnetosféře.
Vědci stále zkoumají, co způsobuje kolaps Saturnova magnetotailu, ale existují silné náznaky, že studená hustá plazma původně ze Saturnova měsíce Enceladus rotuje se Saturnem. Odstředivé síly protahují magnetické pole, dokud část ocasu nezapadne zpět.
Zaklapnutím se zahřeje plazma kolem Saturn a zahřátá plazma se zachytí v magnetickém poli. Rotuje kolem planety na ostrovech rychlostí asi 100 kilometrů za sekundu (200 000 mph). Stejně jako vysoké a nízkotlaké systémy na Zemi způsobují větry, vysoké tlaky v prostoru způsobují elektrické proudy. Proudy způsobují zkreslení magnetického pole.
Radiový signál známý jako Saturn Kilometric Radiation, který vědci použili k odhadu délky dne na Saturn, je úzce spojen s chováním Saturnova magnetického pole. Protože Saturn nemá žádný povrch ani pevný bod, který by sledoval jeho rychlost rotace, vědci vyvodili rychlost rotace z načasování vrcholů v tomto typu radiového vyzařování, u kterého se předpokládá nárůst při každé rotaci planety. Tato metoda fungovala pro Jupitera, ale Saturnovy signály se lišily. Měření od počátku osmdesátých let provedená kosmickou lodí NASA Voyager, data získaná v roce 2000 misí ESA / NASA Ulysses a data Cassini od roku 2003 do současnosti se liší v malém, ale významném stupni. V důsledku toho si vědci nejsou jisti, jak dlouho je den Saturn.
"Na této nové práci je důležité, že vědci začínají popisovat globální příčinné vztahy mezi některými složitými, neviditelnými silami, které utvářejí Saturnovo prostředí," řekla Marcia Burtonová, vědkyně z oblasti Cassini a výzkumu částic v Jet Propulsion Laboratory NASA "Pasadena, Kalifornie." Nové výsledky nám stále nedávají délku Saturnova dne, ale dávají nám důležitá vodítka k tomu, abychom to začali zkoumat. " Denní délka Saturn nebo rychlost rotace Saturn je důležitá pro stanovení základních vlastností Saturn, jako je struktura jeho interiéru a rychlost jeho větru. “
Plazma je pro lidské oko neviditelná. Ale iontová a neutrální kamera na Cassiniho magnetosférickém zobrazovacím přístroji poskytuje trojrozměrný pohled detekováním energetických neutrálních atomů emitovaných z plazmatických mraků kolem Saturn. Energické neutrální atomy se tvoří, když je studený, neutrální plyn se srazí s elektricky nabitými částicemi v oblaku plazmy. Výsledné částice jsou neutrálně nabité, takže jsou schopny uniknout magnetickým polím a oddálit se do vesmíru. K emisi těchto částic dochází často v magnetických polích obklopujících planety.
Spojením snímků získaných každou půl hodinu vědci vytvořili filmy plazmy, když se pohybovala kolem planety. Vědci použili tyto obrazy k rekonstrukci trojrozměrného tlaku vytvářeného plazmovými oblaky a tyto výsledky doplnili plazmovými tlaky odvozenými od plazmového spektrometru Cassini. Jakmile vědci pochopili tlak a jeho vývoj, mohli vypočítat související poruchy magnetického pole podél dráhy letu Cassini. Vypočtená porucha pole dokonale sladila pozorované magnetické pole s „bouchnutím“, což potvrzuje zdroj kmitání pole.
"Všichni víme, že v pulsarech, miliony světelných let od naší sluneční soustavy, jsme pozorovali měnící se doby rotace, a nyní zjišťujeme, že podobný jev je pozorován právě zde v Saturn," řekl Tom Krimigis, hlavní vyšetřovatel magnetosférického zobrazovacího nástroje , také se sídlem v Laboratoři aplikované fyziky a Akademii v Athénách v Řecku. „S nástroji přímo na místě, kde se to děje, můžeme říci, že plazmové toky a komplexní současné systémy mohou maskovat skutečnou dobu rotace centrálního těla. Takto nám pozorování v naší sluneční soustavě pomáhají porozumět tomu, co je vidět ve vzdálených astrofyzikálních objektech. “
Zdroj: JPL
