Teoretycznie określenie długości dnia na planecie jest dość proste - wystarczy zmierzyć, ile czasu zajmuje wykonanie pełnego obrotu. Jednak robienie tego z gazowym gigantem Saturnem okazało się astronomicznym bólem głowy.
Powierzchnia planety jest mniej lub bardziej pozbawiona cech, co oznacza, że nie ma gór ani kraterów oznaczających pełny obrót, a pole magnetyczne Saturna jest niezwykłe, co uniemożliwia naukowcom stosowanie pomiarów elektromagnetycznych w celu określenia obrotu. Ale korzystając z danych z utraconego, ale nie zapomnianego statku kosmicznego Cassini, badacze zbadali kultowe pierścienie planety, aby określić długość dnia 10 godzin, 33 minut i 38 sekund, podają zespoły w czasopiśmie Astrophysical Journal .
Meghan Bartels z Space.com donosi, że naukowcy wykorzystali układ pierścieni planety, złożony z pyłu kosmicznego, skał i cząstek lodu, jak sejsmometr. Pomysł został po raz pierwszy zaproponowany w 1982 r. I rozwinięty w 1990 r., Ale nie można go było przetestować, dopóki statek Cassini nie zaczął badać pierścieni z bliska. Teoria głosiła, że wnętrze Saturna wibruje z częstotliwościami, które powodują zmiany w jego polu grawitacyjnym. Naukowcy przypuszczali, że cząsteczki w pierścieniach rejestrują te drobne zmiany w holowaniu grawitacji jako wzór fal, który można następnie wykorzystać do określenia prędkości obracania się planety.
„Naukowcy wykorzystali fale w pierścieniach, aby zajrzeć do wnętrza Saturna, i ujawnili tę od dawna poszukiwaną, podstawową cechę planety”, powiedziała Linda Spilker, naukowiec projektu Cassini w komunikacie prasowym NASA. „I to naprawdę solidny wynik. Pierścienie miały odpowiedź.
Kiedy sondy Voyager przeleciały obok Saturna w 1980 i 1981 r., Naukowcy wykorzystali odczyty pola magnetycznego, aby oszacować długość dnia na 10 godzin, 39 minut i 23 sekund. Kiedy Cassini dotarła do planety, wykorzystała również pomiary pola magnetycznego do oszacowania długości dnia, uzyskując zakres wyników od 10 godzin i 36 minut do 10 godzin i 48 minut.
Nieznaczne rozbieżności powstają, ponieważ pole magnetyczne Saturna jest prawie idealnie wyrównane ze swoją osią obrotu, w przeciwieństwie do pól magnetycznych planet takich jak Ziemia, Jowisz, Uran i Neptun, które są nieco przekrzywione. Kiedy odbiegające pole magnetyczne obraca się wokół osi obrotu, wytwarza okresowe sygnały radiowe, które można wykorzystać do obliczenia jego obrotu. Jednak górny obrót Saturna nie emituje tych samych sygnałów, co utrudnia uzyskanie dokładnego czasu obrotu.
Sytuacja frustrowała astronomów przez dziesięciolecia. Nawet po tym, jak Cassini studiował Saturna z orbity przez ponad dekadę, naukowcy nadal nie byli w stanie rozwiązać zagadki o długości dnia.
„To trochę zawstydzające”, Michele Dougherty, fizyk z Imperial College London, który bada pole magnetyczne Saturna, powiedział Bartelsowi w innej historii w październiku ubiegłego roku. „Byliśmy tam na orbicie przez 13 lat i nadal nie jesteśmy w stanie powiedzieć, jak długi jest dzień na Saturnie”.
Teraz naukowcy nie muszą się wstydzić, ale wciąż jest miejsce na ulepszenia. Bartels informuje, że w ostatnim obliczeniu istnieje margines błędu, a faktyczna długość dnia może być od minuty do 52 sekund dłuższa lub nawet o 19 sekund krótsza - choć to ogromna poprawa w stosunku do poprzedniego 12-minutowego marginesu błędu.
