Роковое падение космического зонда Кассини в Сатурн показало, что самое внутреннее кольцо газового гиганта проливает ледяные потоки дождя и органических молекул в верхние слои атмосферы планеты с невероятной скоростью.
Кассини закончила 13-летний период изучения Сатурна и его лун чуть более года назад, но многие научные открытия, связанные с драматическим выходом, все еще раскрываются. Зонд прошел 22 раза через промежуток между гигантской планетой и ее знаменитыми кольцами, собрав как можно больше данных, прежде чем погрузиться в атмосферу планеты и сгореть.
В течение многих лет исследователи знали о «кольцевом дожде» Сатурна или о том, что кольцевая система вокруг планеты доставляет воду в верхние слои атмосферы. Но во время последних колебаний вокруг Сатурна гаджеты Кассини измеряли постоянный поток наноразмерных частиц. Дождь в основном состоит из молекулярного водорода, но также содержит много ледяной воды, а также углеродных соединений, таких как бутан и пропан, сообщает Элизабет Хауэлл из Seeker.
Огромный объем материала был одним из самых больших сюрпризов; Кассини замерял 22 000 фунтов материала в секунду при падении с колец. Большая часть химической суспензии удаляется из кольца, ближайшего к атмосфере Сатурна, D-кольца. При нынешнем темпе кольцо может быть полностью истощено примерно через 100 000 лет.
«Оказывается, кольцевой дождь больше похож на ливень, - говорит ученый-планет Хантер Уэйт из Юго-Западного исследовательского института и ведущий автор исследования в области естествознания. «Хотя [ионный и нейтральный масс-спектрометр] был разработан для исследования газов, мы смогли измерить частицы кольца, потому что они ударяются о космический корабль с такими высокими скоростями, которые испаряются. Водяной лед, наряду с недавно обнаруженными органическими соединениями, выпадает из колец быстрее, чем кто-либо мог подумать - до 10 000 килограммов материала в секунду ».
Открытие меняет то, что мы знаем о кольцах Сатурна и его атмосфере. Соавтор Келли Миллер, также ученый-планетолог из Юго-западного научно-исследовательского института, рассказывает Хауэллу в Ищите, что огромное количество кольцевых дождей говорит о том, что D-кольца Сатурна получают материал из больших C-колец Сатурна, новое открытие. Данные также свидетельствуют о том, что в D-образном кольце находится слишком мало материала, который слишком мал для того, чтобы его могли извлечь удаленные датчики, а это означает, что непосредственный отбор проб, как это сделал Кассини, - единственный способ обнаружить его.
Фактически, другое недавнее исследование, использующее данные Кассини, показывает, что кольцам Сатурна всего около 150-300 миллионов лет, и они могут длиться не вечно, особенно если они постоянно теряют материал для планеты внизу. Но не все согласны с такой интерпретацией, и возраст колец все еще остается спорным.
«Неужели нам просто повезло оказаться в периоде, когда у Сатурна есть эти великолепные кольца?» Шон Сю из Университета Колорадо в Боулдере спрашивает Надю Дрейк в National Geographic . «Также интересно думать, что если в последнее время может образоваться массивное кольцо, это будет иметь значение для других ледяных лун Сатурна».
Вся эта пыль, попадающая в верхние слои атмосферы Сатурна, также оказывает значительное влияние на ее ионосферу, возможно, нагревая ее или изменяя ее атмосферу.
«Эта грязь, входящая в состав, жует много ионосферы, влияет на ее состав и вызывает наблюдаемые эффекты - это то, что мы пытаемся понять сейчас», - говорит соавтор Томас Кравенс из Университета Канзаса в пресс-релизе. «Данные ясны, но объяснения все еще моделируются, и это займет некоторое время».
Это была не единственная находка из финала Кассини, выпущенного недавно. Несколько других работ, основанных на данных, также опубликованных в Science, раскрывают новую систему электрического тока, соединяющую кольца и верхние слои атмосферы и недавно обнаруженный радиационный пояс вокруг планеты. Другое исследование показывает, что магнитное поле Сатурна почти выровнено с его осью вращения, в отличие от любой другой изученной планеты. Астрономам также удалось собрать радиопередачи с полюсов планеты. Ожидается, что данные Гранд Финала раскроют еще больше секретов Сатурна.
«Пока мы собираем кусочки головоломки, остается много загадок», - говорит Линда Спилкер, научный сотрудник проекта Cassini в Лаборатории реактивного движения в Пасадене. «Результаты последних орбит Кассини оказались более интересными, чем мы могли себе представить».
