O serie de ondulații și vibrații neobișnuite semnalate în inelele planetei Saturn deschid o fereastră spre misterioasele procese care se produc în atmosfera superdensă a uriașei planete gazoase, semnalându-le oamenilor de știință că Saturn ar putea avea o altă structură decât și-au imaginat, conform unui material publicat de SPACE.com
Miliarde de particule de praf, gheață și rocă formează inelele cu diametrul de 273.600 kilometri ale planetei Saturn. Aceste inele sunt foarte active, formând ondulații sau valuri care se deplasează spre exteriorul inelelor, în spirale, majoritatea lor fiind provocate de atracția gravitațională a celor 62 de luni ale lui Saturn. Oamenii de știință au remarcat însă și niște ondulații care se deplasează spre interior, valuri ce sunt probabil produse de ceva necunoscut din interiorul lui Saturn.
Majoritatea modelelor teoretice cu privire la această planetă pornesc de la premisa că Saturn, la fel ca și celelalte planete gazoase, este uniformă — un uriaș și dens înveliș gazos care acoperă un nucleu mic, probabil teluric, care ar putea avea dimensiunile apropiate de cele ale Terrei. Dacă luăm însă în discuție ondulațiile observate în inelele lui Saturn, problema se complică.
„Una dintre posibilele cauze (ale acestei serii de oscilații) ar putea fi un fel de perturbație din interiorul lui Saturn”, conform planetologului Phillip Nicholson de la Universitatea Cornell din New York. Oamenii de știință au remarcat semnele acestei perturbații încă din anii ’90, iar o echipă sub coordonarea lui Nicholson a apelat la măsurători mai precise pentru a înțelege condițiile în care se produc aceste oscilații care par să reflecte o activitate din interiorul planetei — ca un fel de seisme saturniene.
În prezent, evaluarea acestor oscilații reprezintă cea mai bună metodă de a afla ce se întâmplă adânc în interiorul lui Saturn.
„Nici chiar trimiterea unei sonde prin atmosfera saturniană nu ne-ar ajuta prea mult pentru că aceasta va ajunge imediat la o presiune unde va fi prăjită sau strivită. Trebuie să ajungem mult mai adânc pentru a înțelege aceste lucruri”, conform lui Nicholson.
Saturn nu este singurul corp cosmic cuprins de vibrații și oscilații. Oamenii de știință au observat de-a lungul timpului vibrațiile Soarelui și ale altor stele. Chiar și Pământul prezintă oscilații și vibrații provocate de seismele puternice, iar oamenii de știință studiază aceste fenomene pentru a înțelege ce se întâmplă în interiorul Terrei.
„Ideea de bază este că știm faptul că numeroase stele, printre care și Soarele, oscilează la anumite frecvențe ce sunt determinate de structura lor internă”, a comentat și Jim Fuller, cercetător la Institutul tehnologic din California. Fuller studiază aceste oscilații, inclusiv pe cele ale planetei Saturn, pornind de la studiile realizate de Nicholson și de colegul său, Matthew Hedman, de la Universitatea din Idaho.
Instrumente așa cum este Telescopul Spațial Kepler, aparținând NASA, transmit date cu privire la modificări în strălucirea stelelor care corespund unor oscilații sau pulsații interne. Aceste pulsații ne pot ajuta să înțelegem structura internă a respectivelor stele și există o știință care se ocupă de acest lucru: asteroseismologia. Helioseismologia, care măsoară propagarea undelor sonore în interiorul Soarelui, le-a deschis oamenilor de știință o fereastră spre explicarea în detaliu a proceselor care au loc în interiorul Soarelui. Nicholson și Hedman au ales numele „kronoseismologie” pentru studierea oscilațiilor planetei Saturn, de la titanul Cronos, tatăl lui Zeus în mitologia greacă, preluat în panteonul roman sub denumirea Saturn.
Sonda Cassini, aparținând NASA, care explorează în prezent planeta Saturn și sistemul său de sateliți, a măsurat cu precizie cât de multă lumină penetrează inelele saturniene prin intermediul spectrometrului VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer), fapt care le permite oamenilor de știință să calculeze schimbările produse în densitatea inelelor în diferite locații. Astfel cercetătorii pot identifica modele de densitate ale inelelor, sub forma unor valuri provocate de oscilații de masă produse în interiorul lui Saturn. Ei pot folosi aceste modele pentru a afla mai multe despre interiorul lui Saturn în același mod în care pot fi folosite sunetele emise de un instrument pentru a determina forma respectivului instrument.
Oscilațiile provocate de dinamica internă a planetei Saturn în inelele sale nu sunt însă regulate. „Dacă Saturn ar fi fost o simplă minge uriașă de hidrogen și heliu lichid și gazos, ar fi trebuit să prezinte oscilații doar pe frecvențele asociate acestor elemente și respectivelor lor stări de agregare”, a comentat Phillip Nicholson. „În schimb, rezultatele obținute sunt similare unei viori care interpretează multiple tonuri disonante (…) caz în care ceva nu este în ordine cu această vioară”, a adăugat el.
Colegul său Jim Fuller a continuat acest studiu pentru a încerca să afle care sunt cauzele acestei disonanțe. „Saturn trebuie să aibă niște straturi adânci în interiorul său care sunt stabile. Din anumite cauze acolo fluidele sunt foarte stabile și nu se mișcă aproape deloc (…) Iar acest lucru este cu totul nou pentru că modelele convenționale ale planetelor gigantice propun niște straturi convective care se mișcă libere unele sub altele până la nucleul planetar, schimbând căldură. Aceste modele teoretice foarte simple nu pot explica oscilațiile și vibrațiile observate în cadrul inelelor”, a susținut Fuller.
Fuller a sugerat că aceste straturi stabile pot avea mai multe cauze. Modelând pe calculator fiecare potențial scenariu și apoi măsurând oscilațiile pe care le produce, Fuller speră să elimine o parte din aceste posibile cauze. O explicație, susține el, este că heliul se separă din amestecul său cu hidrogenul într-un strat aflat mai jos în interiorul planetei din cauza presiunii enorme și se condensează în picături de ploaie de heliu care coboară și mai profund. Apoi, granița dintre stratul inferior format în mare parte din heliu și cel superior compus în principal din hidrogen ar fi o graniță foarte stabilă.
O altă explicație ar fi că gheața și roca din presupusul nucleu al planetei se dizolvă spre exterior, formând hidrogen și heliu care reprezintă cea mai mare parte a masei acestei planete. Și un astfel de fenomen are potențialul de a genera straturi stabile de fluid dedesubtul straturilor gazoase turbulente.
Oamenii de știință examinează și inelele lui Uranus pentru a afla mai multe despre interiorul acestei planete gazoase.
Planetologii ca Jonathan Fortney, de la Universitatea California din Santa Cruz, sunt nerăbdători să descopere ceva care să poată străpunge vălul ce ascunde adevărata natură a giganticelor planete gazoase. „Există o paradigmă conform căreia planetele gazoase sunt niște obiecte cosmice destul de simple, formate dintr-un nucleu de rocă și gheață acoperit de straturi succesive de heliu și hidrogen. De mai bine de 50 de ani așa ne imaginăm că arată o astfel de planetă. Însă kronoseismologia ne spune că aceste planete nu sunt atât de simple și că acolo se produc niște procese la care înainte nici nu ne gândeam”, a susținut el.
Sursa: agerpres.ro
Foto: agerpres.ro
