Saturnus doet misschien een beetje elektromagnetische schommeling en draaiing die pogingen van wetenschappers heeft verijdeld om te bepalen hoe lang het duurt voordat de planeet om zijn as draait, volgens een nieuwe studie.

Het ontdekken van de lengte van een dag op een planeet lijkt een eenvoudige taak:zoek een functie op de planeet en klok deze terwijl deze eenmaal ronddraait. Of, als het een gasreus is zoals Jupiter, die geen solide oppervlaktekenmerken heeft, wetenschappers kunnen luisteren naar periodieke modulaties in de intensiteit van radiosignalen die worden gecreëerd in het roterende magnetische veld van de planeet.

En dan is er Saturnus, die decennia lang pogingen heeft getrotseerd om de exacte rotatieperiode vast te stellen. Nu een nieuwe studie in AGU's Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek :Space Physics heeft misschien eindelijk de truc van de gasreus onthuld om zijn rotatie te verbergen, en de sleutel geven om zijn geheim prijs te geven.

Het nieuwe onderzoek laat zien hoe seizoensgebonden veranderingen op Saturnus de pogingen van wetenschappers om de exacte rotatieperiode te berekenen, kunnen verwarren.

De rotatieperiode van een planeet is een van de fundamentele feiten over een planeet, samen met zijn grootte, samenstelling, omlooptijd en andere feiten die niet alleen een planeet beschrijven, maar ook helpen om het gedrag ervan te verklaren, geschiedenis en geeft zelfs aanwijzingen voor de vorming ervan.

Terughoudende Saturnus

Saturnus zendt alleen laagfrequente radiopatronen uit die worden geblokkeerd door de atmosfeer van de aarde, maken het moeilijk om de rotatie van Saturnus vanaf het aardoppervlak te bestuderen. In tegenstelling tot, Jupiter zendt radiopatronen uit op hogere frequenties waardoor radioastronomen de rotatieperiode konden bepalen voordat het ruimtetijdperk goed op gang kwam.

Pas toen ruimtevaartuigen naar Saturnus werden gestuurd, konden wetenschappers gegevens verzamelen over de rotatie ervan. Voyagers 1 en 2 stuurden in 1980 en 1981 de eerste hints van de rotatie van Saturnus naar huis. Ze ontdekten een modulatie van de radio-intensiteit die suggereerde dat de planeet eens in de 10 uur en 40 minuten draaide.

"Dus dat was wat de rotatieperiode werd genoemd, " zei Duane Pontius van Birmingham-Southern College in Alabama en een co-auteur van de nieuwe studie.

Toen het Cassini-ruimtevaartuig 23 jaar later bij Saturnus arriveerde om de planeet 13 jaar te bestuderen, het vond iets verbazingwekkends.

"In ongeveer 2004 zagen we dat de periode met 6 minuten was veranderd, ongeveer 1 procent, ' zei Pontius.

Maar hoe verandert een hele planeet de snelheid van zijn rotatie in 20 jaar? Dat is het soort verandering dat honderden miljoenen jaren duurt. Nog mysterieuzer was Cassini's detectie van elektromagnetische patronen die suggereerden dat de rotatie van de planeet op het noordelijk en zuidelijk halfrond anders is.

"Voor een lange tijd, Ik nam aan dat er iets mis was met de gegevensinterpretatie, ' herinnerde Pontius zich. 'Het is gewoon niet mogelijk.'

Seizoenen van Saturnus

Om erachter te komen wat er werkelijk aan de hand was, Pontius en zijn co-auteurs begonnen met te kijken naar hoe Saturnus verschilt van zijn naaste broer, Jupiter.

"Wat heeft Saturnus dat Jupiter mist, naast de voor de hand liggende ringen?" vroeg Pontius. Het antwoord:seizoenen. De as van Saturnus staat ongeveer 27 graden gekanteld, vergelijkbaar met de helling van 23 graden van de aarde. Jupiter heeft nauwelijks een helling - slechts 3 graden.

De kanteling betekent dat het noordelijk en zuidelijk halfrond van Saturnus verschillende hoeveelheden straling van de zon ontvangen, afhankelijk van het seizoen. De verschillende doses ultraviolet licht beïnvloeden de uitgeklede atomen - plasma genaamd - aan de rand van de atmosfeer van Saturnus.

Volgens het model dat door Pontius en zijn collega's wordt voorgesteld, de variaties in UV van zomer tot winter in de verschillende hemisferen beïnvloeden het plasma, zodat het meer of minder weerstand creëert op de hoogten waar het de gasvormige atmosfeer van de planeet ontmoet.

Dat verschil in luchtweerstand zorgt ervoor dat de atmosfeer langzamer gaat, dat is wat de periode bepaalt die in de radiosignalen wordt gezien.

Verander het plasma per seizoen, en je verandert de periode van de radio-emissies, dat is wat er op Saturnus te zien is.

Het nieuwe model biedt een oplossing voor de puzzel van de onmogelijk veranderende rotatieperioden van Saturnus. Het laat ook zien dat de waargenomen perioden niet de rotatieperiode van de kern van Saturnus zijn, die ongemeten blijft.

Pontius presenteerde het model eerder dit jaar op een bijeenkomst van Saturn-wetenschappers en zei dat het goed werd ontvangen. Nu hoopt hij dat andere onderzoekers de volgende stap zullen zetten om het model te verfijnen door te onderzoeken hoe goed het past bij 13 jaar Saturnus-gegevens verzameld door Cassini.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.