Sciencemag.cz
Doporučujeme
Tak jako zemětřesení způsobuje chvění Země, obdobný efekt nastává i v nitru Saturnu. Zajímavé je, že tyto vibrace se ve finále přenáší až do prstenců.
V nové studii dva astronomové z Caltechu dokázali díky analýze vlnění prstenců získat nové informace o jádru Saturnu. Pro svou studii použili starší data pořízená sondou Cassini.
Výsledky výzkumu naznačují, že jádro planety není tvrdá kamenná koule, jak předpokládaly některé předchozí teorie, ale tekutá polévka z ledu, hornin a roztavených kovů (označuje se to též jako jádro typu fuzzy). Jak se také zdá, jádro Saturnu se rozprostírá až přes 60 % průměru planety – je tedy podstatně větší, než se dosud odhadovalo.
„Použili jsme Saturnovy prstence jako obří seismograf k měření oscilací uvnitř planety,“ uvádí spoluautor článku Jim Fuller z Caltechu. „Je to poprvé, co jsme byli schopni seismicky zkoumat strukturu plynného obra, a výsledky jsou docela překvapivé.“ Nedávná měření sondy Juno naznačují, že podobné „fuzzy“ jádro by mohl mít i Jupiter. Hlavní autor nové studie Christopher Mankovich (též Caltech) přirovnává fuzzy jádra k bahnu. Plynný vodík a helium se v něm postupně mísí s větším a větším množstvím ledu a hornin, jak se blížíme ke středu planety. I když se vrstvy vlní a trochu tečou, jako celek jsou stabilní a dále se nepromíchávají, tj. rozdílné koncentrace v závislosti na hloubce již zůstávají konstantní. (Poznámka: Na Zemi obdobu tohoto prostředí moc nemáme; leda snad někde se s rostoucí hloubkou oceánu zvyšuje slanost vody, ale tento příklad uvedený v průvodní tiskové zprávě je dost vzdálený.)
Myšlenka, že oscilace Saturnu by mohly vytvářet vlny v jeho prstencích a že by tak prstence mohly být využity jako seismograf ke studiu nitra Saturnu, se poprvé objevila v 90. letech. V roce 2013 byl tento jev pozorován (také) při analýze data pořízených sondou Cassini. Astronomové zjistili, že Saturnův prstenec C obsahuje vícenásobné spirálové obrazce, které jsou poháněny fluktuacemi v gravitačním poli Saturnu, a že tyto obrazce se liší od jiných vln v prstencích způsobených gravitačními interakcemi s měsíci planety.
Mankovich a Fuller nyní analyzovali vzor vln v prstencích, aby vytvořili nové modely Saturnova nitra. Saturn se podle nich neustále chvěje, ale jen jemně. Povrch planety se pohybuje asi o metr každou jednu až dvě hodiny. Prstence podobně jako seismograf zachycují gravitační poruchy a částice prstence se začnou kývat. A z tohoto chvění se pak odvozují závěry o povaze nitra planety.
Výsledky také ukazují, že jádro Saturnu je 55krát hmotnější než celá Země, přičemž 17 hmotností Země z toho tvoří led a horniny a zbytek je tekutina z vodíku a helia. Tato zjištění navíc zpochybňují současné modely vzniku plynných obrů, podle nichž se nejprve vytvoří skalnatá jádra, která pak přitahují velké plynné obálky. Pokud jsou jádra planet skutečně fuzzy, jak naznačuje studie, měly by planety naopak obsahovat plyny a obecně lehké/těkavé látky již ve fázi svého vzniku.
Mankovich, C.R et al, A diffuse core in Saturn revealed by ring seismology. Nat Astron (2021). doi.org/10.1038/s41550-021-01448-3
Zdroj: Nature Astronomy, California Institute of Technology / Phys.org
