Pole magnetyczne Saturna nie jest symetryczne. Naukowcy odkryli, co je kształtuje

Astronomowie odkryli, że pole magnetyczne Saturna jest asymetryczne w porównaniu z magnetosferą Ziemi. Najprawdopodobniej wynika to z szybkiej rotacji planety w połączeniu z dużą ilością otaczającego ją materiału, który za sobą „ciągnie”.

Jak wygląda pole magnetyczne Saturna?

.Planetarne pola magnetyczne (magnetosfery) chronią planety przed wysoko naładowanymi cząstkami wiatru słonecznego. To, które posiada Saturn jest niezwykle duże, ponad 10 razy szersze niż sama planeta. W ramach nowego badania, naukowcy z University College London, Chinese Academy of Sciences, Southern University of Science and Technology i University of Hong Kong, przeanalizowali dane pozyskane przez misję Cassini w ciągu sześciu lat, aby określić dokładne położenie „cusp” Saturna (obszaru, w którym linie pola magnetycznego zaczynają zakrzywiać się z powrotem w kierunku biegunów planety i kierują naładowane cząstki do atmosfery). Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Nature Communications”.

Dlaczego pole magnetyczne Saturna jest asymetryczne?

.Badacze odkryli, że obszar „cusp” Saturna był odchylony na prawo (patrząc od strony Słońca). Ziemski jest położony jest praktycznie na szczytach planety.

.Naukowcy stwierdzili, że jest to prawdopodobnie spowodowane niezwykle szybką rotacją Saturna, dzień trwa na nim około 10,7 godziny oraz dużą ilością ciężkiej plazmy (zjonizowanego gazu), którą planeta ciągnie za sobą orbitując Słońce, powstającą z gazów emitowanych przez jego księżyce, szczególnie Enceladusa. Razem czynniki te prawdopodobnie przeciągają linie pola magnetycznego w prawo. Jednak astronomowie podkreślają, że potrzebne są dalsze symulacje, aby potwierdzić tę interpretację.

Jaką rolę odgrywa Enceladus?

.Środowisko wokół Saturn jest szczególnie interesujące, ponieważ jego księżyc Enceladus, który posiada lodowe pióropusze wydobywające się z podpowierzchniowego oceanu, potencjalnie może sprzyjać obecności życia.

„Cusp to obszar, w którym wiatr słoneczny może bezpośrednio przenikać do magnetosfery. Znajomość jego położenia na Saturnie pomaga nam lepiej zrozumieć i zmapować całą magnetyczną bańkę planety. Lepsze zrozumienie środowiska Saturna jest teraz szczególnie ważne, ponieważ planowane są misje na jego księżyc Enceladus, których celem będzie poszukiwanie dowodów na możliwość zamieszkania i potencjalnych oznak życia” – mówi Andrew Coates z University College London.

„Badanie to dostarcza również kluczowych dowodów potwierdzających teorię, że szybki obrót masywnych planet, takich jak Saturn, wraz z ich aktywnymi księżycami zastępuje wiatr słoneczny jako dominującą siłę kształtującą magnetosfery. Pokazuje to, że pole magnetyczne Saturna, jak również innych szybko rotujących gazowych olbrzymów, prawdopodobnie fundamentalnie różnią się od ziemskiego. A sam Enceladus jest kluczowym czynnikiem kształtującym to środowisko, uwalnia ogromne ilości pary wodnej, która ulega jonizacji, wzbogacając magnetosferę w ciężką plazmę, która następnie jest przeciągana wraz z ruchem obrotowym planety” – dodaje.

„Łącząc obserwacje z misji Cassini z symulacjami, ustaliliśmy, że szybka rotacja Saturna oraz plazma pochodząca z jego księżyca Enceladus wspólnie kształtują asymetryczne globalne rozmieszczenie obszarów cusp. Mamy nadzieję, że pomoże to w badaniach innych planet” – podkreśla Yan Xu z Southern University of Science and Technology.

Co odkryto dzięki misji Cassini?

.Naukowcy przeanalizowali dane pozyskane przez dwa instrumenty sondy Cassini, Cassini Magnetometer (MAG) i Cassini Plasma Spectrometer (CAPS), aby wykryć momenty, gdy statek kosmiczny przelatywał przez obszar cusp. Łącznie astronomowie zidentyfikowali 67 takich zdarzeń w latach 2004–2010, m.in. na podstawie poziomów energii elektronów rejestrowanych przez czujniki.

Na podstawie tych danych, badacze przeprowadzili symulacje pola magnetycznego planety, które wykazały, że interakcje między nim a wiatrem słonecznym na krawędzi magnetosfery są bardzo podobne do tych obserwowanych w przypadku Jowisza.

Dlaczego to odkrycie jest ważne?

.Badanie sugeruje, że w przypadku dużych, szybko rotujących planet to nie wiatr słoneczny, lecz ich własna rotacja i aktywność księżyców mogą być główną siłą kształtującą magnetosferę.

Oznacza to, że pole magnetyczne Saturna – podobnie jak innych gazowych olbrzymów – może fundamentalnie różnić się od tego, które znamy z Ziemi.

Odkrycie asymetrii pola magnetycznego Saturna pokazuje, jak złożone są procesy zachodzące wokół największych planet Układu Słonecznego. Jednocześnie podkreśla rolę ich księżyców w kształtowaniu środowiska kosmicznego – co może mieć znaczenie dla przyszłych badań i planowanych misji.

Eliasz Goldberg