Hubble gjen unazat e Saturnit që ngrohin atmosferën e tij

Sekreti ka qenë i fshehur në pamje të qartë për 40 vjet. Por u desh njohuria e një astronomi veteran për t’i mbledhur të gjitha së bashku brenda një viti, duke përdorur vëzhgimet e Saturnit nga teleskopi Hapësinor Hubble i NASA-s dhe sonda Cassini në pension, përveç anijes kozmike Voyager 1 dhe 2 dhe misionit të pensionuar International Ultraviolet Explorer.

Zbulimi: Sistemi i madh i unazave të Saturnit po ngroh atmosferën e sipërme të planetit gjigant. Fenomeni nuk është parë kurrë më parë në sistemin diellor. Është një ndërveprim i papritur midis Saturnit dhe unazave të tij që potencialisht mund të sigurojë një mjet për të parashikuar nëse planetët rreth yjeve të tjerë kanë gjithashtu sisteme unazore të lavdishme të ngjashme me Saturnin.

Dëshmia kryesore është një tepricë e rrezatimit ultravjollcë, e parë si një linjë spektrale e hidrogjenit të nxehtë në atmosferën e Saturnit. Goditja në rrezatim do të thotë se diçka po ndot dhe po ngroh atmosferën e sipërme nga jashtë.

Shpjegimi më i mundshëm është se grimcat e unazës së akullt që bien mbi atmosferën e Saturnit shkaktojnë këtë ngrohje. Kjo mund të jetë për shkak të ndikimit të mikrometeoritëve, bombardimeve të grimcave të erës diellore, rrezatimit ultravjollcë diellore ose forcave elektromagnetike që mbledhin pluhurin e ngarkuar elektrikisht. E gjithë kjo ndodh nën ndikimin e fushës gravitacionale të Saturnit që tërheq grimcat në planet. Kur sonda Cassini e NASA-s u zhyt në atmosferën e Saturnit në fund të misionit të saj në 2017, ajo mati përbërësit atmosferikë dhe konfirmoi se shumë grimca po bien nga unazat.

“Megjithëse shpërbërja e ngadaltë e unazave është e njohur mirë, ndikimi i tij në hidrogjenin atomik të planetit është një surprizë. Nga sonda Cassini, ne e dinim tashmë për ndikimin e unazave. Megjithatë, nuk dinim asgjë për përmbajtjen e hidrogjenit atomik. “tha Lotfi Ben-Jaffel i Institutit të Astrofizikës në Paris dhe Laboratorit Lunar & Planetar, Universiteti i Arizonës, autor i një punimi të botuar më 30 mars në Planetary Science Journal.

“Gjithçka nxitet nga grimcat unazore që kaskadojnë në atmosferë në gjerësi gjeografike specifike. Ato modifikojnë atmosferën e sipërme, duke ndryshuar përbërjen,” tha Ben-Jaffel. “Dhe pastaj ju keni gjithashtu procese përplasjeje me gazrat atmosferikë që ndoshta po ngrohin atmosferën në një lartësi të caktuar.”

Përfundimi i Ben-Jaffel kërkonte të bashkoheshin vëzhgimet arkivore të dritës ultravjollcë (UV) nga katër misione hapësinore që studiuan Saturnin. Kjo përfshin vëzhgimet nga dy sondat e NASA-s Voyager që fluturuan pranë Saturnit në vitet 1980 dhe matën tepricën UV. Në atë kohë, astronomët i hodhën poshtë matjet si zhurmë në detektorë. Misioni Cassini, i cili mbërriti në Saturn në 2004, mblodhi gjithashtu të dhëna UV mbi atmosferën (për disa vite). Të dhëna shtesë erdhën nga Hubble dhe International Ultraviolet Explorer, i cili u lançua në vitin 1978 dhe ishte një bashkëpunim ndërkombëtar midis NASA-s, ESA (Agjencia Evropiane e Hapësirës) dhe Këshillit të Kërkimit të Shkencës dhe Inxhinierisë të Mbretërisë së Bashkuar.

Por pyetja e vazhdueshme ishte nëse të gjitha të dhënat mund të ishin iluzore, apo në vend të kësaj pasqyronin një fenomen të vërtetë në Saturn.

Çelësi për montimin e enigmës me bashkim pjesësh figure erdhi në vendimin e Ben-Jaffel për të përdorur matjet nga spektrografi i imazhit të teleskopit hapësinor të Hubble (STIS). Vëzhgimet e tij të sakta të Saturnit u përdorën për të kalibruar të dhënat arkivore UV nga të katër misionet e tjera hapësinore që kanë vëzhguar Saturnin. Ai krahasoi vëzhgimet STIS UV të Saturnit me shpërndarjen e dritës nga misionet dhe instrumentet e shumta hapësinore.

“Kur gjithçka ishte kalibruar, ne pamë qartë se spektrat janë të qëndrueshëm në të gjitha misionet. Kjo ishte e mundur sepse ne kemi të njëjtën pikë referimi, nga Hubble, në shkallën e transferimit të energjisë nga atmosfera siç matet gjatë dekadave,” Ben. – tha Jaffel. “Ishte me të vërtetë një surprizë për mua. Thjesht skicova të dhënat e ndryshme të shpërndarjes së dritës së bashku, dhe më pas kuptova, wow – është e njëjta gjë.”

Katër dekada të të dhënave UV mbulojnë cikle të shumta diellore dhe ndihmojnë astronomët të studiojnë efektet sezonale të Diellit në Saturn. Duke bashkuar të gjitha të dhënat e ndryshme dhe duke i kalibruar ato, Ben-Jaffel zbuloi se nuk ka asnjë ndryshim në nivelin e rrezatimit UV. “Në çdo kohë, në çdo pozicion në planet, ne mund të ndjekim nivelin e rrezatimit UV,” tha ai. Kjo tregon për “shiun e vazhdueshëm të akullit” nga unazat e Saturnit si shpjegimin më të mirë.

“Ne jemi vetëm në fillim të këtij efekti të karakterizimit të unazës në atmosferën e sipërme të një planeti. Ne përfundimisht duam të kemi një qasje globale që do të jepte një nënshkrim të vërtetë për atmosferat në botët e largëta. Një nga qëllimet e këtij studimi është shikoni se si mund ta zbatojmë atë në planetët që rrotullohen rreth yjeve të tjerë. Quajeni kërkimin për ‘unaza ekzo’.”