Stabilirea unui program zilnic pentru Saturn nu este la fel de ușor cum credeți.
Masuratorile efectuate cu ajutorul unei nave spatiale Cassini NASA au aratat ca o planeta inelara are o zi mai lunga decat sa crezut anterior. Primele calcule ale duratei zilei pe Saturn au fost efectuate cu mai mult de 20 de ani în urmă folosind aparatul Voyager 2. Pentru a măsura mai exact viteza de rotație a lui Saturn, un grup de oameni de știință au folosit o abordare matematică bazată pe măsurările câmpului gravitațional al planetei.
"Deși o inexactitate de 15 minute poate părea mică în comparație cu aproximativ 10,5 ore, în timpul căreia Saturn face o întoarcere în jurul axei sale, este important să știm viteza", a declarat Ravit Helled, expert principal la Universitatea Tel Aviv din Israel. "A cunoaște perioada de rotație este importantă pentru a înțelege mai bine dinamica atmosferei și a structurii interne a planetei".
Misteriile recursului
Când Voyager 2 a vizitat Saturn în 1981, măsurătorile sale au arătat că planeta face o revoluție în 1 oră și 39 de minute. Dar când Cassini a zburat la Saturn la începutul anilor 2000, sa dovedit că perioada orbitală a fost de 10 ore și 47 de minute, iar această valoare sa schimbat cu fiecare măsură nouă.
Gigantii de gaz, cum ar fi Saturn, nu au o suprafata tare, asa ca oamenii de stiinta trebuie sa caute alte abordari. Voyager și Cassini au folosit metoda de măsurare a emisiilor radio, dar datorită faptului că lecturile se schimbau în mod constant, el a fost declarat inutil.
Emisiile radio nu reprezintă singura metodă de măsurare a rotației planetelor gazoase. Pentru planetele ale căror polul magnetic nu coincide cu axa de rotație, măsurătorile câmpului magnetic pot ajuta la aflarea cât de repede se rotește planeta. Cu toate acestea, câmpul magnetic al lui Saturn coincide cu axa de rotație, astfel încât această metodă nu poate fi aplicată. A treia cale este de a măsura cât de repede un nor din atmosfera lui Saturn se întoarce în jurul planetei. Cu toate acestea, viteza norului nu va coincide neapărat cu viteza de rotație a planetei, ceea ce face ca această metodă să fie controversată.
Helted și echipa ei au decis să utilizeze o abordare mai matematică pentru măsurarea vitezei de rotație a lui Saturn. Echipa a calculat perioada de rotație folosind coeficienții reprezentând partea interioară a planetei, apoi a căutat o perioadă a perioadei de rotație care se potrivește celor mai multe calcule.
"Nu am vrut ca perioada calculată să fie pe deplin asociată cu structura internă, așa că am luat în considerare multe din posibilitățile din gama lor fizică", a spus Helled. "Există multe sensuri ale vitezei de conversie, dar am constatat că aceștia tind să aibă aceeași valoare."
Valoarea teoretică a perioadei orbitale a fost de 10 ore și 33 de minute, ceea ce sa corelat bine cu rezultatele măsurătorilor anterioare.
Testarea teoriei
Noile calcule s-au bazat pe câmpul magnetic măsurat precis al planetei. Când Cassini a zburat în jurul lui Saturn, a măsurat impactul planetei pe o navă spațială, determinând creșterea sau scăderea gravitației. Deși schimbările în gravitate se bazează pe schimbări în structura internă, abordarea matematică a echipei ia în considerare diferențele în structura internă care afectează informațiile despre câmpul gravitațional.
"Avantajul metodei noastre este că ia în considerare structura internă specifică a Saturnului, nu se bazează pe calea norului dependent de vânt și ne permite să luăm în considerare o gamă largă de valori în cadrul proprietăților fizice măsurate ale planetei și incertitudinile lor", a spus Helled. Pentru a clarifica calculele, echipa a folosit de asemenea măsurătorile planeității planetei. Aplatizarea se datorează faptului că corpurile rotative nu sunt aproape niciodată sfere ideale; cu cât se rotesc mai repede, cu atât se întind mai mult de-a lungul ecuatorului. Helted, cu toate acestea, a subliniat că vânturile afectează și planeitatea - vânturile puternice de la ecuator o sporesc.
După calculele teoretice ale ratei de circulație a lui Saturn, echipa a trecut la Jupiter, a cărui viteză de circulație este bine cunoscută. Folosind aceeași abordare matematică, cercetătorii au obținut o valoare teoretică a vitezei de circulație, care coincide cu cea reală. Acest rezultat a confirmat metoda lor. Helted cheamă rezultatele lucrărilor lor asupra lui Jupiter "foarte inspiratoare".
Noua determinare exactă a ratei de circulație a lui Saturn va ajuta oamenii de știință să determine structura externă și internă a planetei. Aceasta va ajuta la cunoașterea structurii discului protoplanar din care s-au format planetele, precum și la înțelegerea procesului de formare a giganților de gaze. De asemenea, poate ajuta la studiul dinamicii atmosferice.
"Această valoare a vitezei lui Saturn confirmă faptul că structura vânturilor latitudinale este mai simetrică și conține atât uraganele de est cât și cele occidentale, așa cum vedem la Jupiter", a spus Helled.
