Астрономи вже роками знають, що у верхній атмосфері Сатурна була вода, але вони не були впевнені, звідки вона надходить. Нові спостереження виявили, що на Сатурн дощується вода, і вона надходить із кілець планети.
"Сатурн - перша планета, яка виявила значну взаємодію між своєю атмосферою та системою кільця", - сказав Джеймс О'Доног'ю, аспірант дослідника Університету Лестера та автор нової роботи, опублікованої в журналі Nature. "Основний ефект кільцевого дощу полягає в тому, що він діє на" гасіння "іоносфери Сатурна, сильно знижуючи щільність електронів у регіонах, в які він падає".
За допомогою обсерваторії Кека, O'Donoghue та група дослідників виявили заряджені частинки води, що потрапляють з кілець планети в атмосферу Сатурна. Вони також виявили, що ступінь дощового дощу набагато більша, і він падає на більші площі планети, ніж раніше вважалося. Робота розкриває дощ, який впливає на склад і температурну структуру частин верхньої атмосфери Сатурна.
О'Доногує сказав, що вплив кільця на електронну щільність є важливим, оскільки він пояснює, чому протягом багатьох десятиліть спостереження показали, що щільність електронів на деяких широтах у Сатурна є надзвичайно низькою.
"Виявляється, головним рушієм іоносферного середовища Сатурна і клімату на широких територіях планети є кільцеві частинки, розташовані на відстані 120 000 миль [200 000 кілометрів] над головою", - сказав Кевін Бейнс, співавтор статті, з лабораторії реактивного руху. "Частинки кільця впливають на те, які види частинок знаходяться в цій частині атмосферної температури".
На початку 1980-х років знімки космічного корабля "NASA" Voyager показали дві-три темні смуги на Сатурні, і вчені теоретизували, що вода могла зливатися в ці смуги з кілець. Тоді астрономи, що користувались інфрачервоною обсерваторією ESA, виявили наявність води в атмосфері Сатурна ще в 1997 році, але не змогли знайти пояснення, чому воно там і як воно потрапило.
Тоді в 2011 році спостереження з космічної обсерваторії Гершель визначили водний лід з гейзерів на Енцеладі утворив навколо Сатурна гігантське кільце водяної пари.
Але смуги, які побачив Вояджер, знову не побачили до 2011 року, коли команда спостерігала за планетою за допомогою NIRSPEC Кекської обсерваторії, ближнього інфрачервоного спектрографа, який поєднує покриття широкої довжини хвилі з високим спектральним дозволом, що дозволяє спостерігачам чітко бачити тонкі викиди від яскраві частини Сатурна.
Ефект кільцевого дощу відбувається в іоносфері Сатурна (Земля має схожу іоносферу), де заряджені частинки утворюються, коли інакше нейтральна атмосфера піддається потоку енергетичних частинок або сонячного випромінювання. Коли вчені відстежили схему викидів певної молекули водню, що складається з трьох атомів водню (а не звичайних двох), вони очікували, що вони побачать рівномірне інфрачервоне сяйво на всій планеті.
Натомість вони спостерігали серію світлих і темних смуг з малюнком, що імітує кільця планети. Магнітне поле Сатурна "відображає" багаті водою кільця і безводні проміжки між кільцями в атмосфері планети.
Вони вважали, що заряджені частинки води з кілець планети притягуються до планети магнітним полем Сатурна і нейтралізують світяться триатомні іони водню. Це залишає великі "тіні" у тому, що в іншому випадку було б інфрачервоним сяйвом на всій планеті. Ці тіні охоплюють від 30 до 43 відсотків верхньої поверхні планети приблизно від 25 до 55 градусів широти. Це значно більша площа, ніж запропоновано зображеннями Voyager.
І Земля, і Юпітер мають дуже рівномірно світиться екваторіальну область. Вчені очікували такої картини і на Сатурна, але натомість вони побачили різкі відмінності на різних широтах.
"Там, де Юпітер рівномірно світиться по своїх екваторіальних областях, у Сатурна є темні смуги, де вода потрапляє, затемнюючи іоносферу", - сказав Том Сталлард, один із співавторів газети в Лестер. "Зараз ми також намагаємось дослідити ці функції за допомогою інструменту на космічному кораблі" Кассіні "НАСА. Якщо нам це вдасться, Кассіні може дозволити нам більш детально переглянути спосіб видалення води іонізованими частинками, наприклад, будь-які зміни висоти або наслідки, що відбуваються з часом доби. "
Джерела: Обсерваторія Кека
, Природа.
