Прошло је скоро четрдесет година од тог Воиагер 1 и 2 мисије посетиле Сатурн систем. Док су сонде летиле гасним гигантом, успеле су да сниме запањујуће слике високе резолуције атмосфере планете, њених многих месеци и њеног иконичног система прстенова. Поред тога, сонде су такође откриле да Сатурн полако губи прстенове брзином којом ће их опазити за око 100 милиона година.
У новије време Цассини орбитер је посетио Сатурн систем и провео више од 12 година проучавајући планету, месецеве и прстенасти систем. И према новом истраживању заснованом на Цассини'с Подаци, чини се да Сатурн губи прстенове максималном брзином коју је предвидио Воиагер мисије. Према студији, Сатурнове прстенове подиже гасни гигант брзином која значи да би могли нестати за мање од 100 милиона година.
Студија, која се недавно појавила у часопису Ицарус, водио је Јамес О'Доногхуе из НАСА-иног центра за свемирске летове Годдард и укључио чланове НАСА лабораторије за млазни погон, Центра за свемирску физику, Корпорације за истраживање свемира, Универзитета у Леицестеру и Универзитетског колеџа у Лондону.
Према подацима добијеним од стране Воиагер сонде из 1980. и 1981. године, ледене честице из Сатурнових прстенова повлаче гравитација планете након што постану подложни Сатурновом магнетном пољу - који их претварају у прашњаву "прстенасту кишу" у горњој атмосфери Сатурна. Али као што је Јамес Донахуе истакао у недавном саопштењу за НАСА, ситуација може бити и гора него што се првобитно сумњало:
„Процењујемо да ова„ прстенаста киша “испушта количину водених производа која би могла да напуни базен величине Олимпије из Сатурнових прстенова за пола сата. Само од тога, цео систем прстенова ће нестати за 300 милиона година, али додајте овоме Цассини свемирски брод одмерен прстенасти материјал откривен да пада у Сатурнов екватор, а прстенови имају мање од 100 милиона година живота. Ово је релативно кратко, у поређењу са Сатурновим веком преко 4 милијарде година. "
Цассини проучавао је губитак Сатурновог прстенастог материјала као дела Гранде Финале-а, где је свемирски брод потрошио преостало гориво водећи 22 орбите између Сатурна и његових прстенова. Ово је било изузетно постигнуће, с обзиром да је летјелица Цассини отишла тамо гдје се ниједна свемирска летјелица није усудила отићи, а није била ни осмишљена да лети у овом окружењу.
Ипак, Цассини успео је да добије информације које су потврдиле шта Воиагер сонде посматране пре више деценија, као и одговор на вековну мистерију о Сатурновим прстенима. У основи, научници су се дуго питали да ли је Сатурн формирао својим прстенима или их је стекао касније у животу. Ово ново истраживање указује на то да је вероватно реч о последњем сценарију, и да их је Сатурн стекао релативно недавно у својој историји.
Према њиховој студији, О'Донахуе и његове колеге проценили су да вероватно да Сатурнов систем прстенова није старији од 100 милиона година, јер би требало толико дуго да Ц-прстен постане густ попут Б-прстена до онога што данас је С тим у вези, објашњава О'Доногхуе, човечанство има срећу да постоји у време када су прстенови још били ту:
„Сретни смо што смо били око тога да видимо Сатурнов систем прстенова, за који се чини да је средином његовог века. Међутим, ако су прстенови привремени, можда смо само пропустили да видимо џиновске прстенасте системе Јупитера, Урана и Нептуна, који данас имају само танке ринглете! "
Као што је примећено, први наговештаји „прстенасте кише“ настали су од Воиагер мисије, које су произишле из запажања о три за које се сматрало да су неповезане појаве. Они укључују варијације Сатурнове електрично набијене ионосфере, варијације густоће Сатурнових прстенова и уске тамне траке које окружују северне средње географске ширине планета.
Јацк Цоннернеи, 1986., истраживач из НАСА-иног свемирског центра Годдард и коаутор недавне студије, објавио је истраживачки рад који је повезао ове тамне појасе са обликом Сатурновог магнетног поља. Укратко, он је предложио да електрично наелектрисане честице леда из Сатурнових прстенова теку низ невидљива магнетна поља и депонују се као вода у горњој атмосфери Сатурна.
Те честице, према Цоннернеи-у, постале су електрично набијене или УВ зрачењем Сунца или облацима плазме узрокованим микрометеороидима који бомбардирају прстенове. Једном када се то догоди, честице ће осјетити повлачење Сатурновог магнетног поља и повући би га Сатурнова гравитација дуж линија поља које ће их таложити у горњој атмосфери.
Те честице леда би затим испаравале и хемијски деловале са Сатурновом ионосфером, што би имало за последицу испирање измаглице у стратосфери. Ова подручја би изгледала тамније у рефлектираној светлости, стварајући тако појаву затамњених појаса у Сатурновој атмосфери. Други исход би био продужени век трајања електрично набијених честица познатих као иони Х3 + (који се састоје од три протона и два избора).
Присуство ових јона било је како су О'Доногхуе и његов тим били у стању да потврде Цоннернеиеву теорију. Користећи Кецк телескоп, тим је успео да посматра ове јоне на Сатурновој северној и јужној хемисфери захваљујући начину на који блистају у инфрацрвеном спектру (што се догађа када комуницирају са сунчевом светлошћу). Ове траке су посматране на местима где линије магнетног поља које пресечу равнину прстена улазе на планету.
Затим су анализирали светлост како би утврдили количину кише која делује у интеракцији са Сатурновом ионосфером, што би указивало на то колико се ледених честица извлачи из Сатурнових прстенова. Оно што су открили је да се подудара са високим вредностима које су добили Цоннернеи и његови колеге у својој студији из 1986. године.
Тим је такође открио ужарени опсег на већој ширини на јужној хемисфери, што је место где се Сатурново магнетно поље пресече са орбиту Енцеладуса. Већ неко време астрономи знају да су гејзири који периодично избијају из Енцеладусовог јужног поларног региона (који су резултат геолошке активности у унутрашњости) одговорни за надопуну Сатурновог Е-прстена.
Ово последње откриће би указивало да неке ледене честице које Енцеладус емитује падају и на Сатурн, што такође доприноси тамним опсезима планете. Као што је Цоннернеи назначио:
„То није било потпуно изненађење. Идентификовали смо Енцеладуса и Е-прстен као богат извор воде, на основу друге уске тамне траке на тој старој Воиагер слици. "
Гледајући унапред, тим би желео да види како се мења прстенаста киша као резултат сезонских промена на Сатурну. Сатурнов орбитални период, који износи 29,4 године, узрокује да су његови прстенови изложени различитом степену сунчеве светлости. Будући да излагање УВ светлости пуни ледена зрнца у прстену и проузрокују их да ступају у интеракцију са Сатурновим магнетним пољем, различити нивои изложености требали би директно утицати на количину прстенасте кише у горњој атмосфери.
Ови налази, због којих научници преиспитују своје претходно одржане претпоставке о Сатурновом систему, само су најновије откриће које потичу из Цассини мисија. Иако је орбитер своју мисију завршио пре две године срушивши се у Сатурнову атмосферу, подаци које је послао назад још увек изазивају неке старије теорије о Сатурну, потврђујући друге.
Обавезно погледајте ову анимацију Сатурнових нестајућих прстенова, из љубазности НАСА Годдард свемирског центра:
