В новом исследовании ученые делают попытку объяснить загадочное изменение измеренной скорости вращения Сатурна вокруг собственной оси сезонными изменениями условий на планете.
Определение периода вращения планеты вокруг собственной оси представляет меньше всего трудностей для планет с твердой поверхностью – в этом случае астрономы выбирают на поверхности некоторый ориентир, и замеряют продолжительность его полного оборота вокруг оси планеты. В случае газовых гигантов, таких как Юпитер, ученые анализируют периодические модуляции интенсивности радиосигналов, создаваемых вращающимся магнитным полем планеты.
Однако Сатурн многие годы «скрывал» от ученых истинный период своего вращения. Во-первых, радиосигналы на низких частотах, испускаемые его магнитным полем, поглощаются земной атмосферой, а потому измерения скорости вращения этого газового гиганта можно проводить только из космоса. Лишь в 1980 и 1981 гг. аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» смогли получить данные о периоде вращения Сатурна, который составил 10 часов 40 минут. Но когда 23 годами позднее в систему Сатурна прибыл аппарат НАСА Cassini («Кассини»), он обнаружил, что период вращения Сатурна необъяснимым образом изменился на 6 минут (примерно 1 процент). Такие изменения скорости вращения в случае планет длятся сотнями миллионов лет, поэтому в данном случае их можно считать «невозможными».
Так в чем же состояла ошибка при измерениях скорости вращения Сатурна? Согласно новому исследованию, проведенному учеными во главе с Дуэйном Понтиусом (Duane Pontius) из Колледжа Южного Бирмингема, США, проблема заключается в том, что на Сатурне, в отличие от Юпитера, имеет место чередование сезонов, так же, как и на Земле, поскольку Сатурн имеет значительный наклон оси вращения по отношению к плоскости эклиптики. Смена сезонов обусловливает изменения в интенсивности облучения плазмы, расположенной у полюсов планеты, а та, в свою очередь, оказывает тормозящее влияние на вращающуюся атмосферу Сатурна в тех широтах, где происходит контакт неионизированной и ионизированной частей атмосферы планеты. Именно эти изменения скорости вращения атмосферы в широтах, контактирующих с областью существования плазмы, задают измеряемый нами период радиосигнала, демонстрирующий такие «невозможные» изменения, пояснили авторы работы.
