Sellest on möödunud peaaegu nelikümmend aastat Voyager 1 ja 2 missioonid külastasid Saturni süsteemi. Kui sondid lendasid gaasigigandi poolt, suutsid nad jäädvustada hämmastavaid ja kõrge eraldusvõimega pilte planeedi atmosfäärist, selle paljudest kuudest ja selle ikoonilisest rõngasüsteemist. Lisaks näitasid sondid ka seda, et Saturn kaotas aeglaselt oma rõngad kiirusega, mis näeks neid kadumas umbes 100 miljoni aasta pärast.
Veel hiljuti Cassini orbiiter külastas Saturni süsteemi ja veetis üle 12 aasta planeedi, selle kuude ja rõngaste süsteemi uurimisel. Ja vastavalt uutele uuringutele, mis põhinevad Cassini’s andmete põhjal näib, et Saturn kaotab oma rõngad maksimaalse kiirusega, mida ennustas Voyager lähetused. Uuringu kohaselt guugeldab gaasihiiglane Saturni rõngaid kiirusega, mis tähendab, et need võivad kaduda vähem kui 100 miljoni aasta pärast.
Uuring, mis ilmus hiljuti ajakirjas Icarus, teda juhtis James O’Donoghue NASA Goddardi kosmoselennukeskusest ning sinna kuulusid NASA reaktiivmootorite laboratooriumi, kosmosefüüsika keskuse, kosmoseuuringute korporatsiooni, Leicesteri ülikooli ja Londoni ülikooli kolledži liikmed.
Vastavalt saadud andmetele Voyager kui 1980. ja 1981. aasta sondid, on Saturni rõngaste jäised osakesed pärast Saturni magnetväljale allumist planeedi gravitatsiooni poolt tõmmatud - mis muudab need Saturni ülemises atmosfääris tolmuseks “rõngasvihmaks”. Kuid nagu James Donahue osutas hiljutises NASA pressiteates, võib olukord olla hullem, kui algselt arvati:
„Meie hinnangul tühjendab see rõngasvihm teatud hulga veetooteid, mis võiksid poole tunniga täita Saturni rõngastest olümpia suuruse basseini. Juba ainuüksi sellest alates on kogu rõngasüsteem 300 miljoni aasta pärast kadunud, kuid lisage sellele veel Cassini kosmoseaparaadi mõõdetud tuumamaterjal, mis langes Saturni ekvaatorisse ja rõngastel on vähem kui 100 miljonit aastat elada. See on suhteliselt lühike, võrreldes Saturni vanusega üle 4 miljardi aasta. "
Cassini uuris Saturni rõngamaterjali kadumist osana oma Grande Finale'ist, kus kosmoselaev kulutas järelejäänud kütust, juhtides Saturni ja selle rõngaste vahel 22 orbiiti. See oli märkimisväärne saavutus, kuna Cassini veesõiduk läks sinna, kuhu ükski kosmoselaev pole kunagi julgenud minna, ega olnud selle keskkonna jaoks isegi ette nähtud.
Sellest hoolimata Cassini suutis hankida teavet, mis kinnitas Voyager aastakümneid tagasi uuritud sondid, samuti vastavad Saturni rõngaste kohta ammused saladused. Põhimõtteliselt on teadlased juba ammu mõelnud, kas Saturn moodustas oma rõngastega või omandas need hiljem elus. See uus uurimus näitab, et tõenäoliselt on tegemist viimase stsenaariumiga ja Saturn omandas need oma ajaloos suhteliselt hiljuti.
Nende uuringu kohaselt on O'Donahue ja tema kolleegide hinnangul tõenäoliselt Saturni rõngaste süsteem vanem kui 100 miljonit aastat, kuna C-rõnga muutumine nii tihedaks kui B-rõngas peaks kuluma nii kauaks, kui see on täna. Sellega seoses selgitab O’Donoghue, et inimkonnal on õnne olla umbes ajal, mil rõngad olid alles:
„Meil on õnne, et näeme Saturni rõngasüsteemi, mis näib olevat oma eluea keskel. Kui aga rõngad on ajutised, siis jätsime just nägemata Jupiteri, Uraani ja Neptuuni hiiglaslikud rõngaste süsteemid, millel on tänapäeval vaid õhukesed rõngad! ”
Nagu märgitud, tulid esimesed vihjed rõngasvihmast Voyager missioonid, mis tulenesid vaatlustest selle kohta, mida arvati olevat kolm omavahel seotud nähtust. Nende hulka kuulusid Saturni elektrilaenguga ionosfääri variatsioonid, Saturni rõngaste tiheduse kõikumised ja planeetide põhjaosa laiuskraadi ümbritsevad kitsad tumedad ribad.
Aastal 1986 avaldas Jack Connerney - NASA Goddardi kosmosekeskuse teadlane ja hiljutise uuringu kaasautor - uurimistöö, mis seostas need tumedad ribad Saturni magnetvälja kujuga. Lühidalt tegi ta ettepaneku, et Saturni rõngastest elektriliselt laetud jääosakesed voolaksid mööda nähtamatuid magnetvälja jooni ja ladestuksid veena Saturni ülemises atmosfääris.
Need osakesed laeti Connerney sõnul elektriliselt kas Päikese ultraviolettkiirguse või rõngaste pommitanud mikrometeoroidide põhjustatud plasmapilvede poolt. Kui see juhtub, tunnevad osakesed Saturni magnetvälja tõmmet ja Saturni gravitatsioon tõmbab neid piki välja, mis hoiab neid atmosfääri ülemises osas.
Need jääosakesed aurustuksid ja toimiksid keemiliselt koos Saturni ionosfääriga, mille tagajärjel pestaks stratosfääris olev udusus. Need alad tunduvad peegeldunud valguses tumedamad, luues seeläbi Saturni atmosfääris pimendatud ribad. Teine tulemus oleks H3 + ioonidena tuntud elektriliselt laetud osakeste (mis koosnevad kolmest prootonist ja kahest valimist) pikenenud eluiga.
Nende ioonide olemasolu suutis O’Donoghue ja tema meeskond Connerney teooriat kinnitada. Kecki teleskoobi abil suutis meeskond neid ioone jälgida Saturni põhja- ja lõunapoolkeral tänu sellele, kuidas nad infrapunaspektris helendavad (mis juhtub siis, kui nad interakteeruvad päikesevalgusega). Neid ribasid täheldati kohtades, kus rõngatasandit ristuvad magnetvälja jooned sisenevad planeedile.
Seejärel analüüsisid nad valgust, et teha kindlaks Saturni ionosfääriga interakteeruva vihma hulk, mis osutaks, kui palju viisid jääosakesed Saturni rõngastest välja. Nad leidsid, et see vastas kõrgetele väärtustele, mille Connerney ja tema kolleegid nende 1986. aasta uuringus tuletasid.
Samuti avastas meeskond hõõguva riba kõrgemal laiuskraadil lõunapoolkeral, mis juhtub olema koht, kus Saturni magnetväli ristub Enceladuse orbiidiga. Astronoomid on juba mõnda aega teadnud, et Saturni E-rõnga täiendamise eest vastutavad Enceladuse lõunapolaarjoonest perioodiliselt purskavad geisrid (mis on sisemuse geoloogilise tegevuse tagajärg).
Viimane leid näitab, et osa Enceladusest eralduvaid jäiseid osakesi sajab ka Saturni, mis annab oma panuse ka planeedi tumedatesse ribadesse. Nagu Connerney märkis:
„See polnud täielik üllatus. Samuti tuvastasime Enceladus ja E-rõngas ohtralt veeallikana, tuginedes veel ühele kitsale tumedale ribale selles vanas Voyageri pildis. ”
Tulevikku vaadates tahaks meeskond näha, kuidas ring Saturni hooajavahetuse tagajärjel rõngasvihmad muutuvad. Saturni orbitaalperiood, mis on 29,4 aastat, põhjustab selle rõngaste kokkupuudet erineva päikesepaistega. Kuna kokkupuude ultraviolettvalgusega laeb rõngas jääterasid ja põhjustab nende koosmõju Saturni magnetväljaga, peaksid erinevad kokkupuutetasemed mõjutama rõnga vihma hulka atmosfääri ülaosas.
Need avastused, mis panevad teadlasi ümber mõtlema oma varasematele eeldustele Saturni süsteemi kohta, on lihtsalt viimane avastus, mis pärineb Cassini missioon. Kuigi orbiidilõpetaja lõpetas oma missiooni kaks aastat tagasi Saturni atmosfääri sattumisega, vaidlustavad tema tagasi saadetud andmed mõned vanemad teooriad Saturni kohta, kinnitades samal ajal teisi.
Vaadake kindlasti seda Saturni kaduvate rõngaste animatsiooni, NASA Goddardi kosmosekeskuse viisakusel:
