Astronoomid on aastaid teadnud, et Saturni ülemises atmosfääris leidus vett, kuid nad polnud kindlad, kust see pärit on. Uute vaatluste kohaselt on Saturnil vihma sadanud ja vesi tuleb planeedi rõngastest.
"Saturn on esimene planeet, kus ilmastiku ja atmosfäärisüsteemi vahel on oluline interaktsioon," ütles James O’Donoghue, Leicesteri ülikooli kraadiõppur ja ajakirjas Nature avaldatud uue artikli autor. "Rõngasvihma peamine efekt on see, et see" jahutab "Saturni ionosfääri, vähendades tugevalt elektronide tihedust piirkondades, kuhu see langeb."
Kecki observatooriumi abil leidsid O’Donoghue ja teadlaste meeskond laetud veeosakesi, mis langesid planeedi rõngastest Saturni atmosfääri. Nad leidsid ka, et ring-vihm on palju suurem ja langeb planeedi suurematele aladele, kui seni arvati. Teosest selgub, et vihm mõjutab Saturni ülemise atmosfääri osade koostist ja temperatuuristruktuuri.
O’Donoghue ütles, et rõnga mõju elektronide tihedusele on oluline, kuna see selgitab, miks paljude aastakümnete jooksul on vaatlused näidanud, et elektronide tihedused on Saturni mõnel laiuskraadil ebaharilikult madalad.
"Selgub, et Saturni ionosfääri keskkonna ja kliima peamine mõjutaja kogu planeedi ulatuslikes ulatustes on rõngaosakesed, mis asuvad 120 000 miili (200 000 km) kohal pea kohal," ütles ajalehe Jet Propulsion Laboratory kaasautor Kevin Baines. "Rõngaosakesed mõjutavad seda, millised osakesed selles õhutemperatuuri osas asuvad."
1980ndate alguses näitasid NASA kosmoselaeva Voyager fotod Saturnil kahte kuni kolme tumedat riba ja teadlased teoreetiliselt väitsid, et vesi võis nendesse ribadesse rõngastest alla sadada. Siis avastasid ESA infrapunavaatluskeskust kasutavad astronoomid 1997. aastal Saturni atmosfääris väikestes kogustes vett, kuid ei suutnud tegelikult leida seletust, miks see seal oli ja kuidas sinna jõudis.
Siis moodustasid 2011. aastal Herscheli kosmose vaatluskeskusega tehtud vaatlused Enceladusel asuvate geisrite veejää. Saturni ümber moodustasid hiiglaslikud veeauru ringid.
Kuid Voyageri poolt vaadatud sagedusalasid ei nähtud uuesti ka enne 2011. aastat, kui meeskond vaatas planeeti Kecki observatooriumi NIRSPEC-ga, mis on lähiinfrapunaspektroskoop, mis ühendab laia lainepikkuse katvuse ja kõrge spektraalresolutsiooni, võimaldades vaatlejatel selgelt näha peent heidet. Saturni heledad osad.
Rõnga vihma mõju avaldub Saturni ionosfääris (Maal on sarnane ionosfäär), kus laetud osakesed tekivad siis, kui muidu neutraalne atmosfäär puutub kokku energeetiliste osakeste voo või päikesekiirgusega. Kui teadlased jälgisid konkreetse vesiniku molekuli emissiooni mustrit, mis koosneb kolmest vesiniku aatomist (mitte tavalisest kahest), eeldasid nad, et nad näevad kogu planeedil ühtlast infrapunakiirgust.
Selle asemel vaatasid nad heledate ja tumedate ribade sarja, mille muster jäljendas planeedi rõngaid. Saturni magnetväli “kaardistab” veerikkad rõngad ja rõngastevahelised veevabad lõhed planeedi atmosfääri.
Nad arvasid, et Saturni magnetväli tõmbas planeedi rõngastest laetud veeosakesi planeedi poole ja neutraliseeris hõõguvaid triatoomilisi vesinikuioone. See jätab suured "varjud" sellesse, mis muidu oleks kogu planeedil infrapunakiirgus. Need varjud katavad 30–43 protsenti planeedi atmosfääri ülemisest pinnast umbes 25–55 kraadi. See on oluliselt suurem piirkond, kui Voyageri piltidelt soovitatakse.
Nii Maal kui Jupiteril on väga ühtlaselt hõõguv ekvatoriaalpiirkond. Teadlased ootasid seda mustrit ka Saturnis, kuid selle asemel nägid nad dramaatilisi erinevusi erinevatel laiuskraadidel.
"Seal, kus Jupiter hõõgub ühtlaselt üle ekvatoriaalsete piirkondade, on Saturnil tumedad ribad, kuhu vesi langeb, tumendades ionosfääri," ütles Tom Stallard, üks Leicesteri paberi kaasautoreid. „Proovime neid funktsioone uurida ka NASA Cassini kosmoselaeva instrumendiga. Kui see õnnestub, võib Cassini lubada meil üksikasjalikumalt vaadata, kuidas vesi eemaldab ioniseeritud osakesi, näiteks kõik kõrguse muutused või päevaajaga kaasnevad mõjud. ”
Allikad: Kecki observatoorium
, Loodus.
