Az hihetnénk, hogy 13 év alatt a Cassini jóvoltából már mindent megtudtunk a Szaturnuszról. De nem! A „nagy finálé” is tartogatott tudományos meglepetéseket.
A 2004 nyarán Szaturnusz körüli pályára állt Cassini szonda működése utolsó fél évét nevezték el „nagy finálénak”, amikor az űrszonda úgy kerülte meg 22-szer az óriásbolygót, hogy a közelébe érve mindannyiszor a gyűrűrendszer belső pereme és a felhőtakaró teteje között repült el. A Cassini ilyenkor 35 km/s sebességgel északról dél felé tartva száguldott el a bolygó és a gyűrű közötti, mindössze 2400 km széles résben (a rés szélességére vonatkozóan többféle adat olvasható a különböző cikkekben, ami nem meglepő, hiszen sem a felhőzet tetejének, sem a halvány, legbelső gyűrűk peremének a helyét nem lehet pontosan megállapítani). A nagy finálé első tudományos eredményeiről a közelmúltban számoltak be az Amerikai Csillagászati Társaság konferenciáján.
Fantáziarajz a Szaturnusz légkörébe végleg belemerülő Cassiniről. (Kép: NASA / JPL-Caltech)
Az említett rés nem teljesen üres, így a Cassininek módja volt közvetlenül mintát venni az ott található anyagokból. Az elméletek szerint az anyag a gyűrűrendszerből származik, és fokozatosan sodródik a bolygó légköre felé. Mivel a gyűrűk szinte teljes egészében vízjégből állnak, ennek a jelenlétére számítottak a kutatók. Legnagyobb meglepetésükre azonban a Cassini ion- és semleges gáz tömegspektrométere (INMS) nagyon kevés vizet talált a résben. Ehelyett a műszer nehezebb molekulákat mutatott ki, amelyeket még nem azonosítottak. Mindenesetre a 16, illetve 28 egységnyi tömegű anyagok esetében metánra, illetve szén-monoxidra gyanakodnak, de más molekulák töredékei is lehetnek hasonló tömegűek. Bármelyikről legyen is szó, a jelenléte a meglévő modellektől eltérő, részletes magyarázatot igényel.
A közelrepülések idején a szonda sebességének apró változásaiból következtetni lehet a Szaturnusz gravitációs terének szerkezetére. Az adatok részletes elemzése még éppen csak, hogy elkezdődött, de máris érdekes kérdések merültek fel a Szaturnusz belsejének állapotára vonatkozóan. A legfontosabb annak eldöntése lenne, hogy van-e a Szaturnusznak határozott felszínű, sziklás magja, vagy a belsejét alkotó rétegek inkább olyan elmosódottak, mint ahogyan azt a Jupiter esetében gyanítják.
A Cassini ibolyántúli képalkotó spektrográfja szeptember 14-én örökítette meg a Szaturnusz északi sarkvidékén megfigyelhető sarki fényt. A külső, szaggatott vonallal jelölt kör az északi szélesség 60. fokát jelzi. (Kép: NASA / JPL / Univ. of Colorado / Univ. of Liége)
A közeli elsuhanások minden korábbinál kedvezőbb lehetőséget kínáltak a bolygó mágneses terének vizsgálatára. A korábbi mérések eredményéből arra lehetett következtetni, hogy a mágneses tengely és a forgástengely iránya nagyon kis szöget zárhat be egymással. Most bebizonyosodott, hogy ez a szög hihetetlenül kicsi, körülbelül 0,06°-nál kisebb. A Szaturnusz mágneses tere valószínűleg a bolygó belsejében található, fémes hidrogénből álló rétegben jön létre, de a dinamóelmélet értelmében csak akkor alakul ki a mágneses tér, ha a mágneses tengely megdőlt helyzetű a forgástengelyhez képest. A kutatók szerint a helyzet bonyolult, de remélik, hogy a nagy finálé összes mérési adatának elemzése után tisztázódik.
A Cassini egyik utolsó felvételét 2017. szeptember 13-án, vagyis két nappal megsemmisülése előtt, 1,1 millió km távolságból készítette a Szaturnusz gyűrűiről. (Kép: NASA / JPL / Space Science Institute)
A közeli elrepülések lehetőséget kínáltak a gyűrűrendszer minden korábbinál részletesebb vizsgálatára. Itt három érdekességet emelnek ki a szakemberek. Egyrészt, alaposabban meg lehetett figyelni a fő gyűrűkben azokat a csomósodásokat, amelyeket látványuk alapján „szalmának” neveztek el a kutatók. A legjobb minőségű felvételeken sem találtak korrelációt a „szalma” struktúrája és a gyűrűkben megfigyelhető mintázat vagy a gravitáció hatására a gyűrűkben létrejövő hullámok között, így a jelenség eredete egyelőre tisztázatlan.
A Szaturnusz B-gyűrűjének külső részéről készült felvételen jól megfigyelhetők azok a hosszúkás csomósodások, amelyeket a kutatók „szalmának” neveztek el. (Kép: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
A gyűrűrendszerben megfigyelhető másik furcsa jelenség a „propellernek” vagy „légcsavarnak” elnevezett alakzatok. Ezeket a zavarokat valószínűleg a gyűrűt alkotó részecskék sokaságába beágyazódó, de észrevehetetlen (vagy legalábbis eddig felfedezetlenül maradt), 100 m és 1 km közti átmérőjű testek keltik. A legtöbb az A-gyűrűben fordul elő, a gyűrű középső sávjában sok kisebbet találtak, a legnagyobbak viszont az A-gyűrű külső részében helyezkednek el. A gyűrűrendszer fizikai kiterjedése folytán kiváló célpontot jelent a bolygóközi térben keringő, néhány méter kiterjedésű törmelékdarabok számára, ugyanakkor struktúrája folytán érzékeny indikátora is annak, ha egy-egy ilyen törmelékdarab belerepül a gyűrűbe. Ilyenkor a behatoló test gravitációja megzavarja a gyűrűt alkotó részecskék mozgását, ezért a mozgásuk átmenetileg kaotikussá válik, ami apró, felhőszerű alakzatként mutatkozik meg a képeken.
A néhány ezer km hosszú Blériot az egyik legnagyobb, propellernek nevezett alakzat a Szaturnusz A-gyűrűjében. A képződményt a közepén elhelyezkedő, de takarásban lévő, a becslések szerint 800 m átmérőjű hold hozhatja létre. (Kép: NASA / JPL / Space Science Institute)
A legkevésbé sem meglepő, hogy a Cassini eredményei fontos új kérdéseket is felvetettek. Az egyik a forgástengely és a mágneses tengely már említett, szinte tökéletes egybeesése, ami miatt a bolygó tengelyforgási idejének meghatározása is nehézségekbe ütközik (amit a Szaturnusz forgásaként ismerünk, az a felhőtakaró legfelsőbb rétegének mozgása, miközben a belső rétegek forgására vonatkozóan nincs biztos tudásunk). Ugyancsak bizonytalan a gyűrűrendszer teljes tömege, amit viszont a gyűrűk kialakulásának körülményei és időpontja tisztázása szempontjából lenne fontos ismernünk. Mindenesetre az első elemzések alapján a gyűrűk össztömege kisebbnek tűnik az eddig feltételezettnél, de a végleges válaszra talán még hónapokat kell várnunk. Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
Eljött a vég
A Cassini túlélte!
Az utolsó felvonás
Már csak egy év…
A nagy finálé tudományos eredményei (Sky and Telescope)
A Cassini honlapja (NASA)
A Cassini honlapja (JPL)
A nagy finálé részletei a Cassini honlapján (JPL)
A Sky and Telescope interjúja Linda Spilkerrel (JPL), a Cassini vezető kutatójával
Ma belép a Szaturnusz légkörébe és megsemmisül az 1997-ben indított, az óriásbolygó körül 2004 óta keringő Cassini-űrszonda.
