211service.com
Saturns innside skvulper rundt
Saturns ringer sett av Cassini-sonden. NASA
Med sine massive ringer som strekker seg 175 000 miles i diameter, er Saturn en unik planet i solsystemet. Det viser seg også at innsiden er ganske unik. En ny studie publisert i Nature Astronomy på mandag antyder at den sjette planeten fra solen har en uklar kjerne som svinger rundt.
Det er et ganske overraskende funn. Det konvensjonelle bildet for Saturn eller Jupiters indre struktur er det av en kompakt kjerne av steinete eller isete materiale, omgitt av en konvolutt med lavere tetthet av hydrogen og helium, sier Christopher Mankovich , en planetarisk forsker ved Caltech og medforfatter av den nye studien, sammen med sin kollega Jim Fuller .
Det Mankovich og Fuller skimtet er i hovedsak en utydelig versjon av den konvensjonelle strukturen. I stedet for å se en ryddig grense som skiller de tyngre steinene og isen fra de lettere elementene, fant de ut at kjernen svinger slik at det ikke er en enkelt, tydelig separasjon.
Denne diffuse kjernen strekker seg ut til omtrent 60 % av Saturns radius – et stort sprang fra 10 til 20 % av en planets radius som en tradisjonell kjerne ville okkupere.
En av de villeste aspektene ved studien er at funnene ikke kom fra å måle kjernen direkte - noe vi aldri har vært i stand til å gjøre. I stedet vendte Mankovich og Fuller seg til seismografiske data om Saturns ringer først samlet inn av NASAs Cassini-oppdrag, som utforsket det Saturnske systemet fra 2004 til 2017.
Saturn ringer egentlig som en bjelle til enhver tid, sier Mankovich. Når kjernen slingrer, skaper den gravitasjonsforstyrrelser som påvirker de omkringliggende ringene, og skaper subtile bølger som kan måles. Da planetens kjerne svingte, var Cassini i stand til å studere Saturns C-ring (den andre blokken med ringer fra planeten) og måle den lille, men konsistente gravitasjonsringen forårsaket av kjernen.
Mankovich og Fuller så på dataene og skapte en modell for Saturns struktur som ville forklare disse seismografiske bølgene – og resultatet er et uklart interiør. Denne studien er det eneste direkte beviset for en diffus kjernestruktur i en flytende planet til dags dato, sier Mankovich.
Mankovich og Fuller tror grunnen til at strukturen fungerer er at steinene og isen nær Saturns sentrum er løselige i hydrogen, slik at kjernen kan oppføre seg som en væske i stedet for et fast stoff. Modellen deres antyder at Saturns diffuse kjerne inneholder steiner og is som tilsvarer mer enn 17 ganger massen av hele jorden – så det er mye materiale som slingrer rundt.
En diffus kjerne kan ha noen få store implikasjoner for hvordan Saturn fungerer. Det mest betydningsfulle er at det ville stabilisere en del av interiøret mot konvektiv varme, som ellers ville svekke Saturns indre med turbulens. Faktisk gir denne stabiliserende påvirkningen opphav til de indre gravitasjonsbølgene som påvirker Saturns ringer. Dessuten vil den diffuse kjernen forklare hvorfor Saturns overflatetemperaturer er høyere enn hva tradisjonelle konvektivmodeller antyder.
Likevel erkjenner Mankovich at modellen er begrenset på noen viktige måter. Det kan ikke forklare hva forskere har observert om Saturns magnetfelt, som er bisarre på mange måter (for eksempel viser det en nesten perfekt symmetri på sin akse, noe som er ganske uvanlig). Han og Fuller håper at fremtidige undersøkelser kan begrense interiøret mer snevert og gi forskere pekepinn på hvordan planetens kjerne kan påvirke magnetfeltet.
De håper også at NASAs Juno-oppdrag kan avsløre en lignende diffus kjerne i Jupiter. Det ville gå langt for å bekrefte mistanker om at når gigantiske planeter dannes, skaper prosessen naturlig gradienter av materiale i motsetning til rene og solide kjerner. Noe forskning ved hjelp av gravitasjonsdata samlet inn av Juno ser ut til å støtte denne ideen også .