Vienas pirmų dalykų, kurį sužino studentai, mokydamiesi apie planetas, yra Saturno žiedų plonumas. Pro teleskopą jie atrodo kaip kone dvimatė struktūra; jų skersmuo siekia šimtus tūkstančių kilometrų, o storis – vos apie kilometrą. Tačiau 2017 metais „Cassini“ zondas, skraidydamas paskutiniąsias orbitas, rinkdamas dulkių mėginius, aptiko netikėtai daug dulkių dalelių toli nuo žiedų plokštumos.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Dabar mokslininkai, išnagrinėję šiuos duomenis, nustatė, kad Saturno žiedai tęsiasi daug toliau virš ir žemiau vidurio plokštumos, nei rodo vizualūs stebėjimai, formuodami savotišką halą aplink planetą. Per 20 orbitų „Cassini“ Kosminių Dulkių Analizatorius (CDA) išmatavo 1690 dulkių spektrų. Iš jų 155 aiškiai buvo mineralinės kilmės dalelės – silikatai. Šios dalelės aptiktos iki trijų Saturno spindulių aukštyje virš ir žemiau žiedų plokštumos beveik vienodais kiekiais. Vienas Saturno spindulys yra apie 58 tūkstančius kilometrų, taigi dulkės išsisklaidžiusios maždaug 174 tūkstančių kilometrų atstumu nuo žiedų plokštumos. Cheminė šių dulkių analizė atskleidė stulbinančius panašumus su silikatais, kurie aptikti arti pačių žiedų. Tiek artimos, tiek tolimos dalelės daugiausiai sudarytos iš magnio ir kalcio, šių elementų gausos santykis panašus į tipinius bendrai Visatoje, o geležies jose reikšmingai mažiau.
Tyrėjai pasitelkė dinaminius skaitmeninius modelius, kad išsiaiškintų, kaip tokios dalelės galėjo pasiekti tokius aukščius. Paaiškėjo, kad tai įmanoma, jei dalelės iš žiedų išmetamos didesniu nei 25 kilometrų per sekundę greičiu ir jų dydis mažesnis nei 20 nanometrų. Tokie parametrai gali būti pasiekti, kai į žiedus trenkiasi mikrometeoroidai – maži kosmoso dulkių grūdeliai, kurių Saturno aplinkoje santykinai gausu. Smūgis staigiai išgarina grūdelius, o iš garų vėliau kondensuojasi silikatų nanodalelės. Šis mechanizmas paaiškina ir geležies išsiskyrimą, nes geležis neišgaruoja ir lieka žieduose. Elektromagnetinės jėgos gali pakreipti tokių smulkių dalelių trajektorijas, leisdamos joms pasiekti stebimą aukštį.
Tyrėjai taip pat išnagrinėjo alternatyvią teoriją – kad dalelės galėjo būti pritrauktos iš išorės, veikiant Saturno gravitacijai, tačiau ją atmetė, nes cheminė sudėtis neatitinka kitose Saturno sistemos dalyse CDA užfiksuotų iš išorės atlėkusių dulkių sandaros.
Tyrimo rezultatai publikuojami „The Planetary Science Journal“.
