Поставувањето дневен распоред за Сатурн не е толку лесно колку што мислите.
Мерењата кои беа направени со помош на вселенскиот брод НАСА Касини покажаа дека прстената планета има подолг ден отколку што претходно се мислеше. Првите пресметки за времетраењето на денот на Сатурн беа спроведени пред повеќе од 20 години со користење на апаратот Војаџер 2. За попрецизно мерење на брзината на ротација на Сатурн, група научници користеа математички пристап базиран на мерења на гравитационото поле на планетата.
"Иако неточната вредност од 15 минути може да изгледа мала во споредба со околу 10, 5 часа, за време на која Сатурн прави пресврт околу својата оска, важно е да се знае неговата брзина", рече Равит Хилл, водечки експерт на Универзитетот во Тел Авив во Израел. "Да се знае периодот на ротација е важно со цел подобро да се разбере динамиката на атмосферата и внатрешната структура на планетата".
Мистерии за жалби
Кога Војаџер 2 го посетил Сатурн во 1981 година, неговите мерења покажаа дека планетата прави една револуција во 1 час 39 минути. Но, кога Касини првпат полета до Сатурн во раните 2000-ти, се покажа дека орбиталниот период бил 10 часа и 47 минути, а оваа вредност се променила со секое ново мерење.
Гасовите гиганти како Сатурн немаат тврда површина, па научниците треба да бараат други пристапи. Војаџер и Касини го користеа методот за мерење на радио емисија, но поради фактот што читањата постојано се менуваа, тој беше прогласен за неиздржлив.
Радио емисијата не е единствениот метод за мерење на ротацијата на гасните планети. За планетите чиј магнетски пол не се совпаѓа со оската на ротација, мерењата на магнетното поле можат да помогнат да се открие колку брзо планетата се ротира. Сепак, магнетното поле на Сатурн се совпаѓа со оската на ротација, така што овој метод не може да се примени на него. Третиот начин е да се мери колку брзо облак во атмосферата на Сатурн се претвора околу планетата. Сепак, брзината на облакот не мора да се совпадне со брзината на ротација на планетата, што го прави овој метод контроверзен.
Helled и нејзиниот тим одлучи да користи повеќе математички пристап за мерење на брзината на ротација на Сатурн. Тимот го пресмета ротациониот период користејќи коефициенти што го претставуваат внатрешниот дел на планетата, а потоа бараа ротација период вредност која одговара на повеќето пресметки.
"Ние не сакавме пресметаниот период да биде целосно поврзан со внатрешната структура, па затоа зедовме предвид многу можности во нивниот физички опсег", рече Хелл. "Има многу значења на конверзија брзина, но ние откривме дека сите тие имаат тенденција да се околу иста вредност."
Теоретската вредност на орбиталниот период беше 10 часа и 33 минути, што добро корелираше со претходните резултати од мерењето.
Теорија Тест
Новите пресметки се базираа на прецизно измереното магнетно поле на планетата. Кога Касини полета околу Сатурн, го мери влијанието на планетата на вселенското летало, одредувајќи го зголемувањето или намалувањето на гравитацијата. Иако промените во гравитацијата се базираат на промени во внатрешната структура, математичкиот пристап на тимот ги зема предвид разликите во внатрешната структура кои влијаат на информациите за гравитационото поле.
"Предноста на нашиот метод е тоа што ја зема предвид специфичната внатрешна структура на Сатурн, не се потпира на траекторијата на облак што зависи од ветерот, и ни овозможува да земеме предвид широк спектар на вредности во рамките на измерените физички својства на планетата и нивните неизвесности", рече Хелл. За да се разјаснат пресметките, тимот, исто така, користеше мерења на плошноста на планетата. Несреќата произлегува од фактот дека ротирачките тела речиси никогаш не се идеални сфери; толку побрзо тие ротираат, толку повеќе тие се протегаат долж екваторот. Навика, сепак, истакна дека ветровите, исто така, влијаат врз рамнината - силните ветришта на екваторот го зголемуваат.
По теоретски пресметки за циркулацијата на Сатурн, тимот се префрлил на Јупитер, чија брзина на циркулација е добро позната. Користејќи го истиот математички пристап, истражувачите добија теоретска вредност на брзината на циркулацијата, што се совпаѓа со вистинската. Овој резултат го потврди нивниот метод. Навика ги нарекува резултатите од нивната работа на Јупитер "многу инспиративни".
Новото, точно утврдување на стапката на циркулација на Сатурн ќе им помогне на научниците да ја одредат надворешната и внатрешната структура на планетата. Тоа ќе помогне да се знае структурата на протопланетарниот диск од кој се формираат планетите, како и да се разбере процесот на формирање на гасни гиганти. Исто така, може да помогне во проучувањето на атмосферската динамика.
"Оваа вредност на брзината на Сатурн потврдува дека структурата на широк ветер е повеќе симетрична и ги содржи и источните и западните урагани, како што гледаме на Јупитер", рече Хелл.
