Między planetą a pierścieniami

W tym roku Cassini wykonał dwadzieścia dwa przeloty pomiędzy pierścieniami Saturna a jego atmosferą zanim dokonał samobójczego nurkowania w gazowego giganta. Dane, które pozyskaliśmy w czasie tych przelotów, będą podstawą do wielu naukowych odkryć w najbliższych latach. Jedno z nich już nabiera kształtów.

Urządzenie zwane sondą Langmuira mierzy gęstość, temperaturę i prędkość naładowanego elektrycznie gazu. A górne warstwy atmosfery Saturna są naładowane i składają się głównie z wodoru i jego jonów. Wyniki wskazują na to, że choć wierzch atmosfery i wewnętrzną krawędź pierścieni dzieli dystans około sześciu i pół tysiąca kilometrów, to zachodzą między nimi wyraźne interakcje.

Cząsteczki lodu w pierścieniach, podobnie jak wodór z górnych warstw atmosfery, są elektrycznie naładowane. Naukowcy podejrzewają, że te drobiny lodu wyciągają elektrony z jonosfery planety w ramach “elektrycznego i chemicznego sprzęgnięcia” planety i jej pierścieni. W efekcie strugi naładowanego gazu płyną między atmosferą a lodowymi pierścieniami, ścieżkami wytyczonymi przez pole magnetyczne Saturna.


Źródło: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171212141748.htm

Ząbki na pierścieniach Saturna

Rin’ - Sakura Sakura


Niezwykłościami układu Saturna można by obdzielić cały układ planetarny i nikt nie mógłby narzekać. Na północy planety znajduje się sześciokątna formacja chmur z ogromnym wirem w centrum, nie mniej widowiskowy wir znajduje się na południowym biegunie. Wśród jego księżyców jest Tytan, jedyny w układzie słonecznym księżyc z atmosferą (gęściejszą od ziemskiej), Enceladus z lodowymi gejzerami wyrzucającymi organiczne związki chemiczne w przestrzeń, przypominający Gwiazdę Śmierci Mimas, przypominający orzech włoski Japet czy gąbczasty Hyperion.

Najwięcej sławy przysparzają mu jednak pierścienie. Pasy lodowych drobin zaczynają się około 6500 km nad równikiem Saturna i (poprzecinane przerwami) sięgają aż 120 000 km wyżej. Jednocześnie te ogromne powierzchnie w większości mają grubość zaledwie dziesięciu metrów. To znaczy, że jeśli Saturna zmniejszylibyśmy do rozmiaru dziesięciu centymetrów, pierścienie miałyby grubość niecałych dwóch nanometrów. Byłyby sto tysięcy razy cieńsze od ludzkiego włosa. Byłyby kilkukrotnie cieńsze od błony komórek żywych organizmów.

W znakomitej większości pierścienie Saturna tworzą gładkie, regularne płaszczyzny. Do głosu czasem dochodzą niektóre z sześćdziesięciu dwóch księżyców i setek drobniejszych „księżycków” (ang. moonlets). To one tworzą co najmniej niektóre z przerw w pierścieniach i zakłócają ich idealny kształt. Jeśli poruszają się w płaszczyźnie równika Saturna mogą okresowo wywoływać fale na ich powierzchni:

(Prometeusz mieszający w pierścieniu F)

Jeśli jednak orbita satelity jest nachylona, może on pociągnąć część lodowych okruchów powyżej lub poniżej płaszczyzny równika. Wtedy pierścienie mogą pokazać ząbki. Niektóre z nich rozciągają się nawet na 2500 metrów (zgodnie z poprzednim porównaniem byłaby to średnica czerwonej krwinki). W czasie równonocy na Saturnie (raz na piętnaście lat), gdy pierścienie ustawione są krawędzią do Słońca, te formacje rzucają piękny cień na resztę pierścienia:

(Krawędź pierścienia B, poszarpana przez liczne, drobne księżyce)

Źródła:
The Tallest Peaks
Images of Saturn from the Cassini Mission
Equinox reveals never-before-seen vertical structures

Saturn pozuje

Bear McCreary - Wander my friends

Sonda Cassini w 2004 roku weszła na orbitę Saturna i od tej pory regularnie dostarcza nam śliczne zdjęcia imponującej planety, jej pierścieni i księżyców. Mamy nadzieję, że będzie działać jeszcze co najmniej do 2017 roku. Kilka godzin temu po raz dziewięćdziesiąty pierwszy przeleciała obok Tytana (tym razem w odległości niecałego tysiąca kilometrów). I właśnie o ślicznych fotkach i obrazkach będzie ta notka.

Jak wiadomo większość uznaje Saturna za najładniejszą z planet. Jak gdyby pierścieni było mało, dla dodatkowego utwierdzenia swojej pozycji, czasem Saturn uwodzi nas również podwójną zorzą polarną.

(nie dajcie się zwieść napisom końcowym, najbardziej spektakularna jest animacja rozpoczynająca się na 2:52)

Jak wyjaśniono w filmiku, równonoc na Saturnie, będąca jednocześnie okazją do zrobienia zdjęć obu biegunów jednocześnie trafia się raz na 15 lat. Jednocześnie to okazja by zobaczyć minimalny cień pierścieni na planecie, gdyż są ustawione dokładnie krawędzią do Słońca:

(The Rite of Spring)

Powyższe zdjęcie z 2009 przez rozproszenie światła (czy raczej cienia) nie oddaje w pełni tego jak cieniutką warstwę okruszków lodu stanowią pierścienie (od 10m do 1km). Może lepsza będzie następująca analogia - gdyby Saturna skurczyć do piłki która zmieściła by się Wam w dłoni, pierścienie w najgrubszym miejscu byłyby dwa razy cieńsze od bakterii. Najcieńszymi warstwami można by ciąć wirusy. Jeśli powiększycie zdęcie możecie dojrzeć cztery białe cętki. Po lewej znajduje się Janus, na dole Epimeteusz, po prawej wewnątrz pierścienia Atlas, po prawej na zewnątrz Pandora.


Źródła:
Tytułowa fotka - NASA, Hubble
The Rite of Spring - NASA, Cassini

Wielki heksagon na północy

Trevor Rabin - Asteroid Chase



Astronomia regularnie dostarcza nam imponujących obrazków. Jendak dość rzadko trafiają się rzeczy tak spektakularne jak zdjęcie, które Cassini przesłał na Ziemię 27go listopada. Orbiter ten od 2004 roku pasie nas wspaniałymi fotkami Saturna, jego pierścieni oraz księżyców. Tym razem zwrócił swoje oko na niezwykłą formację na północnym biegunie planety. Zauważona już przez Voyagera w 1980 roku, utrzymuje się tam aż do dzisiaj (kto wie od jak dawna trwa). Mowa o kolosalnym heksagonie uformowanym z chmur. Naukowcy przecierali oczy ze zdziwienia, podziwiając dwukrotnie większy od Ziemi twór. Całość obraca się z prędkością ponad 1300 km/h. A teraz dzięki Cassiniemu możemy przyjrzeć się dokładnie wirowi w jego centrum. Jeśli jeszcze tego nie zrobiliście, to zachęcam do odpalenia polecanej muzyki, zanim klikniecie w linka i zobaczycie zbliżenie tego monstrum o średnicy 2000 kilometrów:

North Pole Vortex

Heksagon obraca się na północnej półkuli wraz z planetą, ale nie dokładnie z tą samą prędkością, w związku z czym nie obraca się wraz z otaczającymi go chmurami, ale przepycha się między nimi zachowując swój niesamowity kształt. Czy to wiadomość od obcych uformowana na Saturnie? Czy chmurowy sześciokąt mógł powstać naturalnie? Tak. Na to wygląda, gdyż udało się nam odtworzyć coś podobnego w laboratorium.

W obracającym się cylindrze z płynem, który miał symulować biegun Saturna, umieszczono strumień fluorescencyjnego płynu. Wprowadzając go pod odpowiednim kątem i z odpowiednią prędkością udało się uzyskać nie tylko heksagon ale i też inne kształty geometryczne. Większa różnica prędkości oznacza mniejszą ilość ścian wielokąta. Tu możecie obejrzeć filmik z eksperymentu. Wygląda na to, że wiry tworzące się wokół formacji ograniczają jej kształt.

Istnieją również inne potencjalne wyjaśnienia jak np. stałe źródło wibracji akustycznych głęboko pod powierzchnią, który tworzy na powierzchni takie właśnie zaburzenie.

Wielka Czerwona Plama robi wrażanie, ale czyż nie blednie przy sześciokątnym monstrum? Saturn nie czaruje jedynie swoimi pierścieniami, ma również taką ozdobę. Dodam, że formacja ta istnieje tylko na północnym biegunie. Nic podobnego nie zaobserwowaliśmy jak dotąd na południu. Tyle na dzisiaj. Na pożegnanie cytat:

“Somewhere, something incredible is waiting to be known.”

- Carl Sagan

Źródła:
Bad Astronomy
http://www.geekosystem.com/saturn-polar-vortex/
http://news.discovery.com/space/saturns-north-pole-hexagon-mystery-solved.html
http://www.cymascope.com/iphoneweb/cymaphone/cyma_research/astrophysics.html