A Szaturnusz gyűrűjének fodrozódásai tárják fel a bolygó magjának szerkezetét és rezgéseit

4715

Ahogyan a mi bolygónk morajlik a földrengésektől, úgy remeg a Szaturnusz belsejében zajló rezgésektől a gázóriás is; sőt, még a bolygó gyűrűi is fodrozódnak. A Nature Astronomy tudományos folyóiratban megjelent új tanulmányban a gyűrűk hullámzásainak segítségével tanulmányozzák a Szaturnusz magját. A kutatáshoz a NASA Cassini űrszondájának adatait használták fel, mely 13 éven át keringett az óriásbolygó körül, míg 2017-ben utolsó attrakciójaként belerepült a légkörbe.

Az eredmények szerint a bolygó magja nem egy kemény kőmag, ahogyan korábbi elméletek szerint gondolták, hanem egy jégből, kőzetekből és fémes folyadékokból álló, diffúz keverék; avagy máshogy mondva, a Szaturnusz magja ,,bolyhos” (angolul fuzzy). A számítások szerint továbbá mérete körülbelül a bolygó átmérőjének 60 százaléka, azaz jóval nagyobb, mint korábban vélték.

A Szaturnusz és ,,bolyhos” magjának illusztrációja. (Forrás: Caltech/ R. Hurt (IPAC))

A Szaturnusz gyűrűit egyfajta óriási szeizmográfként használva vizsgálták a bolygó belsejében zajló rezgéseket. Az eredmények pedig az eddigi legerősebb bizonyítékai annak, hogy a bolygó magja bolyhos; valamint remekül illik a NASA Juno küldetésének friss eredményeihez is, miszerint a Jupiter magja is hasonlóan híg lehet. Christopher Mankovich, a tanulmány szerzőjének elmondása szerint a bolyhos mag állaga szerint leginkább az iszapra hasonlíthat. A bolygóban levő hidrogén és héliumgáz fokozatosan keveredik össze egyre több és több jéggel és kőzettel, ahogy a bolygó középpontja felé közeledünk. Kicsit olyan, mint a földi óceánok, ahol minél mélyebbre merülünk, annál magasabb a só koncentrációja, stabil konfigurációt alkotva.

Az ötlet, hogy a Szaturnusz gyűrűit szeizmográfként használják, először az 1990-es években merült fel, az első hullámokat pedig 2013-ban rögzítették a Cassini űrszondával. A Szaturnusz C-gyűrűjén több spirálhullámot figyeltek meg, melyek eltérőek voltak a gyűrűk más területein látható, a holdakkal való kölcsönhatások keltette hullámoktól. Az új kutatásban a gyűrűk hullámainak mintázataiból építették fel a bolygó magjának modelljét.

Hamisszínes mozaikfelvétel a Szaturnusz Daphnis holdjáról, valamint a hullámokról, melyeket a gyűrűben vájt résben kelt. A friss tanulmányban hasonló hullámokat vizsgáltak, de ezeket nem a holdak, hanem a bolygó magjának rezgései keltik. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

A Szaturnusz finoman, de folyamatosan reng. A bolygó felszíne, mint egy lassan hullámzó tó, körülbelül egy métert mozdul el 1-2 óránként. A gyűrűket alkotó anyagban is érzékelhetőek ezek a gravitációs kis zavarok, így a gyűrű részecskéi is elmozdulnak, mint egy szeizmográf mutatója. Ahhoz, hogy a bolygó a mért frekvenciákon oszcilláljon, a belsejének stabilnak kell lennie – ez pedig akkor lehetséges, ha a jég és kőzetek aránya befelé haladva fokozatosan növekszik. Az eredmények szerint a Szaturnusz magjának tömege mintegy 55-szöröse a Föld tömegének, melyből 17 földtömegnyit tesznek ki a jég és a kőzetek, a többit pedig folyékony hidrogén és hélium.

A Szaturnusz bolyhos magjának, illetve rezgéseinek animációja. (Forrás: Caltech)

A kutatás mindezeken túl a gázóriásokról alkotott modelljeinket is megkérdőjelezi, melyek szerint az először kialakuló kőzetmag gyűjti össze az óriási gázburkot, így alkotva gázóriást. Ha az óriások magjai valóban olyan iszapos, bolyhos állagúak, mint ahogy az eredményekből látszik, akkor vélhetőleg a bolygók kialakulásuk során hamarabb gyűjthetik be gázkészletüket, mint eddig gondoltuk.

Forrás: Caltech

Hozzászólás

hozzászólás