Forrás: Új világtudat |  2020.06.09.

A Szaturnusz gyűrűi úgy konganak, mint egy harang, ami lehetővé teszi a kutatók számára, hogy többet megtudjanak a bolygó szívéről.

A gravitációs erők szeizmikus hullámokat küldenek a Szaturnusz belsejéből a gyűrűrendszerébe, ahol a NASA Cassini missziója képes volt észlelni a körülbelül egy percig tartó rengéseket. Egy új tanulmány szerint a bolygó belsejének nagy része sokkal rétegezettebb, mint azt korábban várták.

A bolygók belső folyamatait a nehezen áthatolható rétegek rejtik el. Míg a sziklás égitestek, például a Föld és a Hold rétegeit képesek vagyunk tanulmányozni a földrengések által keltett szeizmikus hullámok vizsgálatával, a gázóriásoknak nincs szilárd felületük az ilyen hullámok mérésére.

Ehelyett a kutatóknak más módszereket kell alkalmazniuk, például egy bolygó mágneses mezőjének tanulmányozását.

Nem sokkal azután, hogy a NASA Cassini missziója 2004-ben megérkezett a Szaturnuszhoz, a kutatók rájöttek, hogy a bolygó gyűrűi furcsán oszcillálnak. Sima hullámok helyett, amelyeket egy létező elmélet előre jelzett, az űrhajó kis hullámok csoportjait fedezte fel, amelyeket meg lehet magyarázni a gravitációs hullámok jelenlétével, melyek a bolygó legmélyebb belső részéből származnak.

"A gravitációs hullámok puszta létezése megköveteli, hogy a bolygó mély belső részének legalább egy összetevője viszonylag nyugodt és stabil legyen, nem pedig konvektív," - mondta Christopher Mankovich, a kaliforniai Műszaki Intézet kutatója.

Mielőtt ezek az új kutatások megjelentek, Naprendszerünk óriás bolygóiról meglévő alapvető ismereteink azt sugallták, hogy a folyékony forró belső részeik kifelé nyomják a hőt, hasonlóan a lávalámpához.

De a nehéz összetevők, például a kőzet és a vízjég jelenléte a könnyebb hidrogén és hélium alatt gátolhatja a folyadék mozgását és gravitációs hullámokat generálhat. A Szaturnusz esetében ezek a hullámok okozhatják azt, hogy a bolygó úgy kong, mint egy harang.

"A belső gravitációs hullámok észlelése a Szaturnusz gyűrűinek szeizmológiája révén jelenleg azon  bizonyítékok egyike, amelyek szerint a Szaturnusz jelentős belső része stabilan rétegződött, nem pedig konvektív," - mondta Mankovich.

A sziklás bolygókon, mint a Föld, a bolygó felszíne alatti zavarok hullámként mozoghatnak, áthaladva a bolygó belsején és a felszínén. Ennek eredményeként a nagy rengések akár több száz kilométernyire is érezhetők a földmozgás epicentrumától. Végül a más hullámok okozta intereferencia egy folyamatos hullámmintát hozhat létre, amely átível az egész bolygón.

A haranghoz hasonlóan ennek a hullámnak a tulajdonságait a bolygó mérete, alakja és összetétele diktálja. Egyben betekintést adnak a felszín alatti nagy léptékű struktúrákba, ideértve azokat is, amelyekhez egyéb módon nem lehet hozzáférni.

Ugyanez a folyamat történik a Szaturnuszon, ahol egy apró szikla- és jégdarabokból álló gyönyörű gyűrűrendszer veszi körül a bolygót. Keringési pályájuk nagyjából nyugodt és rendezett, alkalmi ütközésekkel.

A tudósok évtizedek óta tudják, hogy a gyűrűk részecskéit befolyásolhatja a bolygó 82 holdjának gravitációs vonzása. Míg a gyűrű szeizmológia létezését már az 1990-es évek elején felvetették, csak akkor vált bizonyítottá, amikor az űrhajó elkezdett a bolygó körül keringeni.

A Cassini kimutatta, hogy a Szaturnusz gyűrűi szintén ki vannak téve a bolygó oszcilláló gravitációs mezője okozta rengésnek. Az űrhajó több mint 20 hullámot jellemzett a Szaturnusz gyűrűrendszerében, amelyet a bolygó szíve okozott.

A kölcsönhatások csak a gyűrűk speciális helyein fordulnak elő, de Mankovich szerint a következmények "drámaiak" lehetnek. A hatás kicsi, mivel a hullámok csak egy kilométeresek egyik a csúcstól a másikig, míg a gyűrűk közel 300 000 km-t tesznek ki.

"Ezek a hullámok valóban csak nagyon finom skálán nyilvánvalóak," - mondta Mankovich. "A Cassini lehetővé tette ezen hullámok finom részletességű tanulmányozását azáltal, hogy a Szaturnuszt és a rendszerét közelebbről tanulmányozta."

A Szaturnusz szívében mélyen folyó események megértése folyamatos. Mankovich szerint a gyűrű szeizmológia egy vastag, stabil régiót jelez előre, amely a bolygó sugarának körülbelül egynegyedét teszi ki. Ez némileg ellentétes a bolygó mágneses mezőjéből fakadó ismereteinkkel, ami alapján a bolygó belsejében egy csupán 5-10%-ot kitevő szűk, stabil régió feltételezhető.

Mankovich szerint túl korai lenne megmondani, hogy mit jelentenek az eredmények a bolygó belsejét illetően, de az egyik lehetőség az, hogy a bolygó mágneses mezőjét generáló folyamat még jobban különbözik a Jupiterétől, mint azt korábban várták. (1)

(1) - https://www.space.com/saturns-rings-ring-like-bell.html