Astronomové věděli už léta, že v horní části Saturnovy vody byla voda, ale nebyli si jisti, odkud přesně pochází. Nová pozorování zjistila, že na Saturn prší voda a vychází z prstenů planety.
"Saturn je první planetou, která vykazuje významnou interakci mezi atmosférou a prstencovým systémem," řekl James O'Donoghue, postgraduální výzkumník na University of Leicester a autor nového příspěvku publikovaného v časopise Nature. "Hlavním účinkem prstencového deště je to, že působí na" zhasnutí "ionosféry Saturn, čímž se výrazně sníží hustota elektronů v oblastech, kde padá."
Pomocí observatoře Keck O'Donoghue a tým vědců zjistili, že nabité vodní částice padající z prstenů planety dopadly do Saturnovy atmosféry. Zjistili také, že rozsah kruhového deště je mnohem větší a padá přes větší oblasti planety, než se původně myslelo. Práce odhaluje déšť, který ovlivňuje složení a teplotní strukturu částí horní Saturnovy atmosféry.
O´Donoghue uvedl, že účinek prstenu na hustoty elektronů je důležitý, protože vysvětluje, proč pozorování po mnoho desetiletí ukazují, že hustoty elektronů jsou v některých zeměpisných šířkách Saturn neobvykle nízké.
"Ukázalo se, že hlavním hnacím motorem Saturnova ionosférického prostředí a podnebí napříč obrovským dosahem planety jsou prstencové částice umístěné nad 120 000 mil [200 000 kilometrů] nad hlavou," řekl Kevin Baines, spoluautor knihy, z Jet Propulsion Laboratory. "Prstencové částice ovlivňují, které druhy částic jsou v této části atmosférické teploty."
Na začátku osmdesátých let byly snímky z kosmické lodi Voyager NASA zobrazeny na Saturně dvě až tři tmavé pruhy a vědci se domnívali, že voda mohla do těchto kapel z prstenů sprchovat. Poté astronomové používající Infrared Observatory ESA objevili v roce 1997 přítomnost stopových množství vody v saturnské atmosféře, ale nemohli najít vysvětlení, proč tam bylo a jak se tam dostalo.
V roce 2011 pak pozorování pomocí Herschelovy vesmírné observatoře určující vodní led z gejzírů na Enceladu vytvořilo obrovský kruh vodní páry kolem Saturn.
Ale kapely, které viděl Voyager, nebyly znovu vidět až v roce 2011, když tým pozoroval planetu s KIR Observatory's NIRSPEC, blízkým infračerveným spektrografem, který kombinuje pokrytí širokými vlnovými délkami s vysokým spektrálním rozlišením, což umožňuje pozorovatelům jasně vidět jemné emise z světlé části Saturn.
Efekt prstencového deště nastává v Saturnově ionosféře (Země má podobnou ionosféru), kde nabité částice vznikají, když je jinak neutrální atmosféra vystavena proudu energetických částic nebo slunečnímu záření. Když vědci sledovali vzorec emise konkrétní molekuly vodíku sestávající ze tří atomů vodíku (spíše než obvyklých dvou), očekávali, že uvidí uniformní infračervené záření na celé planetě.
Místo toho pozorovali řadu světlých a tmavých pruhů se vzorem napodobujícím prsteny planety. Saturnovo magnetické pole „mapuje“ prsteny bohaté na vodu a mezery bez vody mezi prsteny do atmosféry planety.
Předpokládali, že nabité částice vody z planetových prstenů byly přitahovány k planetě pomocí Saturnova magnetického pole a neutralizovaly zářící triatomové vodíkové ionty. To zanechává velké „stíny“ v tom, co by jinak bylo infračervené záření na celé planetě. Tyto stíny pokrývají 30 až 43 procent horního povrchu atmosféry planety od přibližně 25 do 55 stupňů zeměpisné šířky. Jedná se o výrazně větší oblast, než jak naznačují obrázky Voyager.
Země i Jupiter mají velmi rovnoměrně zářící rovníkovou oblast. Vědci očekávali tento vzorec také u Saturn, ale místo toho viděli dramatické rozdíly v různých zeměpisných šířkách.
"Tam, kde Jupiter rovnoměrně září ve svých rovníkových oblastech, Saturn má tmavé pruhy, do nichž voda padá, což zatemňuje ionosféru," řekl Tom Stallard, jeden ze spoluautorů papíru v Leicesteru. "Nyní se také snažíme tyto funkce prozkoumat pomocí nástroje na kosmické lodi Cassini NASA." Pokud budeme úspěšní, Cassini nám umožní podrobněji zobrazit způsob, jakým voda odstraňuje ionizované částice, jako jsou jakékoli změny v nadmořské výšce nebo efekty, které přicházejí s denní dobou. “
Zdroje: Keckova observatoř
, Příroda.
