Pierścienie Saturna ujawniają, co znajduje się głęboko we wnętrzu planety
Pierścienie Saturna wibrują niczym dzwon, dzięki czemu badacze mogą pośrednio zajrzeć głęboko do wnętrza samej planety.
Fale grawitacyjne wypychają fale sejsmiczne z wnętrza Saturna bezpośrednio w układ pierścieni planety, gdzie sonda Cassini była w stanie dostrzec ich delikatne drżenia. Według najnowszych badań, znaczna część wnętrza planety składa się z wyraźnych warstw.
Wszystkie planety skrywają budowę swojego wnętrza pod trudnymi do przeniknięcia warstwami. Wnętrza obiektów skalistych takich jak Ziemia czy Księżyc można badać analizując fale sejsmiczne emitowane przez trzęsienia ziemi, jednak gazowe olbrzymy nie mają żadnej stałej powierzchni, na której można by było mierzyć takie fale. Zamiast tego badacze muszą stosować inne metody, np. badając pole magnetyczne planety.
2004: Sonda Cassini wchodzi do gry
Wkrótce po dotarciu sondy Cassini do Saturna w 2004 roku, badacze uświadomili sobie, że pierścienie planety osobliwie oscylują. Zamiast pojedynczych fal, które doskonale tłumaczą istniejące teorie, sonda dostrzegła całe grupy małych, lokalnych fal, które można wyjaśnić obecnością fal grawitacyjnych w najgłębszych rejonach wnętrza planety.
Szczególnie interesujące jest to, że sam fakt istnienia tych fal grawitacyjnych oznacza, że przynajmniej część głębokiego wnętrza planety jest w miarę spokojna i stabilna, a nie konwekcyjna - mówi Christopher Mankovich, badacz z Caltech.
Wcześniej zakładano, że gorące, płynne wnętrza gazowych olbrzymów wypychają ciepło na zewnątrz niczym lampa lawowa. Jednak obecność cięższych składników takich jak skały czy lód wodny pod lżejszym wodorem i helem może hamować ruch płynu i generować fale grawitacyjne. W przypadku Saturna owe fale sprawiają, że planeta wibruje niczym dzwon.
Wykrycie fal grawitacyjnych wewnątrz Saturna poprzez badania sejsmologiczne pierścieni jest jednym z nielicznych twardych dowodów na to, że znacząca część wnętrza Saturna jest stabilna i warstwowa, a nie tylko konwekcyjna - mówi Mankovich.
Na planetach skalistych takich jak Ziemia, zaburzenia pod powierzchnią mogą przemieszczać się niczym fale przez wnętrze planety i jej powierzchnię. W wyniku tego, silniejsze z nich mogą być rejestrowane setki kilometrów od epicentrum silnego trzęsienia Ziemi. Z czasem interferencja z innymi falami może powodować powstawanie fali stojącej obejmującej całą planetę.
Wtedy cała planeta zaczyna drżeć niczym dzwon - dodaje.
Taki sam proces zachodzi na Saturnie otoczonym układem licznych pierścieni składających się ze skał i lodu. Przez większość czasu ich orbita jest uporządkowana i spokojna, pomijając okazjonalne zderzenia. Naukowcy od dziesięcioleci wiedzą, że przyciąganie grawitacyjne ze strony 82 księżyców planety może wpływać na ziarna tworzące pierścienie. Choć badania sejsmiczne pierścieni zaproponowano już w latach dziewięćdziesiątych, to faktycznie można było je rozpocząć dopiero gdy sonda Cassini dotarła do Saturna w 2004 r.
Cassini udało się zidentyfikować w pierścieniach Saturna ponad 20 różnych fal mających swoje źródło głęboko wewnątrz planety. Interakcje widoczne są jedynie w niektórych fragmentach pierścieni, ale ich skutki mogą być naprawdę silne. Nie zmienia to faktu, że fale mają rozmiary rzędu kilometra od szczytu do szczytu, podczas gdy cały układ pierścieni ma średnicę 300 000 km.
Oczywiście fale są widoczne dopiero gdy naprawdę dokładnie się przyjrzymy pierścieniom. Gdyby sonda Cassini nie poleciała do Saturna i nie przyjrzała się im z bliska, nie bylibyśmy w stanie ich dostrzec - dodaje Mankovich.
Co znajduje się wewnątrz Saturna?
Badacze dopiero teraz zaczynają dowiadywać się co się dzieje głęboko we wnętrzu Saturna. Według Mankovicha badania drżeń pierścieni wskazują, że wewnątrz Saturna istnieje gęsty, stabilny region o promieniu 14 500 km (1/4 promienia planety). Nie zgadza się to z wynikami badań pola magnetycznego planety, które mówi o stabilnym regionie o promieniu zaledwie 3000-6000 km. Według badaczy możliwe, że pole magnetyczne Saturna generowane jest w inny sposób niż pole magnetyczne chociażby Jowisza.
To będzie kilka naprawdę fascynujących lat, gdy będziemy rozszyfrowywać wszystkie dane zebrane przez sondę Cassini za pomocą różnych instrumentów. Fakt, że różne instrumenty mówią różne rzeczy oznacza, że wciąż mamy luki w naszej wiedzy, a to z kolei jest doskonała okazja na to, żeby odkryć coś nowego, co pozwoli nam te luki wypełnić - podsumowuje.
