Астрономите от години знаят, че в горната атмосфера на Сатурн е имало вода, но не бяха сигурни точно откъде идва. Нови наблюдения установяват, че на Сатурн вали вода и тя идва от пръстените на планетата.
„Сатурн е първата планета, която показа значително взаимодействие между своята атмосфера и пръстеновата система“, заяви Джеймс О’Доногуе, аспирант изследовател в Университета в Лестър и автор на нова книга, публикувана в списанието Nature. „Основният ефект на пръстеновидния дъжд е, че той действа„ угасва “йоносферата на Сатурн, като значително намалява плътността на електроните в региони, в които той пада.“
Използвайки обсерваторията Кек, O’Donoghue и екип от изследователи откриха заредени водни частици, падащи от пръстените на планетата, в атмосферата на Сатурн. Те също откриха, че степента на дъждовния дъжд е много по-голяма и попада в по-големи райони на планетата, отколкото се смяташе досега. Работата разкрива, че дъждът влияе върху състава и температурната структура на части от горната атмосфера на Сатурн.
O'Donoghue каза, че ефектът на пръстена върху електронната плътност е важен, защото обяснява защо в продължение на много десетилетия наблюденията показват, че плътността на електроните е необичайно ниска в някои географски ширини на Сатурн.
„Оказва се, че основен двигател на йоносферната среда на Сатурн и климата в обширни достижения на планетата са пръстеновидните частици, разположени над 200 000 километра над главата“, казва Кевин Бейнс, съавтор на статията, от лабораторията за реактивни двигатели. „Частиците на пръстена влияят върху това кои видове частици са в тази част на атмосферната температура.“
В началото на 80-те години изображенията от космическия кораб "Вояджър" на НАСА показват две до три тъмни ленти на Сатурн и учените теоретизират, че водата може да се залее в тези ленти от пръстените. Тогава астрономите, използващи инфрачервената обсерватория на ESA, откриха наличието на следи от вода в атмосферата на Сатурн през 1997 г., но всъщност не можаха да намерят обяснение защо е било там и как е попаднало там.
Тогава през 2011 г. наблюденията с космическата обсерватория Хершел определят воден лед от гейзерите на Енцелад, образува гигантски пръстен от водна пара около Сатурн.
Но лентите, наблюдавани от Вояджър, не бяха наблюдавани отново и през 2011 г., когато екипът наблюдаваше планетата с NIRSPEC на Кек обсерваторията, почти инфрачервен спектрограф, който комбинира покритие с широка дължина на вълната с висока спектрална разделителна способност, което позволява на наблюдателите ясно да виждат фини емисии от светлите части на Сатурн.
Ефектът от пръстенния дъжд се проявява в йоносферата на Сатурн (Земята има подобна йоносфера), където заредените частици се получават, когато иначе неутралната атмосфера е изложена на поток от енергийни частици или слънчева радиация. Когато учените проследиха схемата на емисиите на определена водородна молекула, състояща се от три водородни атома (а не от обичайните два), те очакваха да видят еднакво инфрачервено сияние за цялата планета.
Това, което те наблюдаваха, беше поредица от светли и тъмни ленти с модел, имитиращ пръстените на планетата. Магнитното поле на Сатурн „картира“ богатите на вода пръстени и безводните празнини между пръстените върху атмосферата на планетата.
Те предположиха, че заредените водни частици от пръстените на планетата се привличат към планетата от магнитното поле на Сатурн и неутрализират светещите триатомни водородни йони. Това оставя големи „сенки“ в това, което в противен случай би било инфрачервено сияние за цялата планета. Тези сенки обхващат 30 до 43 процента от горната повърхност на планетата от около 25 до 55 градуса ширина. Това е значително по-голяма площ от предложената от изображенията на Voyager.
И Земята, и Юпитер имат много равномерно светещ екваториален регион. Учените очакваха този модел и при Сатурн, но вместо това те видяха драматични различия на различни географски ширини.
„Там, където Юпитер свети равномерно в екваториалните си райони, Сатурн има тъмни ленти, където водата пада, потъмнявайки йоносферата“, казва Том Сталард, един от съавторите на вестника в Лестър. „Сега също се опитваме да проучим тези функции с инструмент на космическия кораб„ Касини “на НАСА. Ако успеем, Касини може да ни позволи да разгледаме по-подробно начина, по който водата отстранява йонизирани частици, като всякакви промени във височината или ефекти, идващи с времето на деня. "
Източници: Обсерватория Кек
, Природа.
