Zvětšit obrázek

Obrázek planety byl získán sondou Cassini na počátku října 2004 poskládáním celkem 126 snímků. (Kredit - NASA/JPL/Space Science Institute)

Stanovit rotační periodu kamenné planety jako je třeba naše Země není příliš velkým problémem. Stačí z oběžné dráhy sledovat pohyb určitého bodu na jejím povrchu a změřit za jakou dobu se opět objeví v příslušné poloze „pod“ naší družicí. Přejdeme-li k plynným obrům typu Jupitera, situace se začíná komplikovat. Tyto planety mají sice pevná jádra, ale ta jsou obalená silnou vrstvou oblačnosti, která činí vizuální pozorování nemožnými. Astronomové proto musejí hledat jinou cestu, jak zjistit délku dne na konkrétní planetě. „Znalost rotační periody je velmi důležitým prvkem, když se snažíte modelovat nitro planety jako je Saturn,“ vysvětluje potřebnost této znalosti Giacomo Giampieri (NASA Jet Propulsion Laboratory).

Zvětšit obrázek

Kresba sondy Cassini přilétávající k Saturnu. (Kredit – NASA/JPL)

V případě Jupitera napomohla odlišná orientace rotační osy a osy magnetického pole. Ačkoliv je úhel mezi nimi jen několik stupňů, už stačí k tomu, aby bylo možno pozorovat kolísání intenzity magnetického pole a následně z něj zjistit délku dne na planetě. Na Saturnu je ovšem situace složitější. Obě osy jsou téměř totožné a proto zde tato metoda nefunguje. Dr. Giampieri, který je hlavním autorem nové studie představené v Nature, tento stav přirovnává k sledování CD v přehrávači. Pokud je disk polepen etiketou, je snadné určit zda rotuje. „Pokud ale CD nemá nálepku, nebudete schopni říci zda se pohybuje či ne, protože vypadá staticky,“ vysvětluje astronom. Podle této analogie je magnetické pole Saturna podobné neoznačenému CD.

Zvětšit obrázek

Jedním z možných vysvětlení odlišné rotační periody je „klouzání“ elektricky nabité ionosféry vůči samotné rotaci planety. (Kredit - NASA/JPL/Space Science Institute)

Dosud byla nejčastěji pro Saturn uváděna hodnota 10 hodin, 39 minut a 22 sekund. Ta byla odvozena na základě pozorování rádiových vln, které generuje sluneční záření při interakci s atmosférou planety. Potřebná měření provedly v 80. letech minulého století sondy Voyager.

Už dřívější výsledky měření sondy Cassini – opět provedených na základě rádiových dat – naznačila, že něco není v pořádku. Den na Saturnu se podle nic prodloužil o více než 6 minut. To astronomy poněkud mátlo. Je totiž velmi nepravděpodobné, že by se rotace planety za necelých 25 let tak významně zpomalila. David Stevenson (CalTech), který není spoluautorem nové studie, tuto variantu jednoduše zamítá: „(Saturn) je na to příliš velký.“ V opačném případě by se planeta musela během své dlouhé existence zpomalit na doslova „šnečí“ tempo.

Nová studie přináší opět nová čísla. Den na Saturnu se znovu o něco prodloužil. Aktuální hodnota činí 10 hodin, 47 minut a 6 sekund s chybou 40 sekund. Giampieriho tým využil k jejímu určení signálu, o kterém se domnívají, že je spojen s magnetickým polem planety. Nejspíš se jedná o nějakou lokální poruchu magnetického pole. Vrátíme-li se zpět k analogii s kompaktním diskem, můžeme slovy hlavního autora říci: „spatřili jsme malou skvrnu na čistém CD.“

O správnosti nového měření je přesvědčen i Donald Gurnett (University of Iowa), který je hlavním výzkumníkem přístroje pro studium rádiových a plasmových vln umístněného na sondě Cassini. „Rozhodně se nejedná o přístrojovou chybu,“ říká dr. Gurnett.

Zvětšit obrázek

Kresba ilustruje jak sonda detekuje rádiové záření pocházející z blesků v atmosféře planety. (Kredit - NASA/JPL/University of Iowa)

Jaké je tedy vysvětlení rozdílu v určených délkách saturnského dne? Zřejmě je to dáno skutečností, že dosud sledované rádiové záření neodráží zcela rotaci planety, ale něco trochu jiného. Je například možné, že elektricky nabitá ionosféra planety jakoby „klouže“ relativně vzhledem k magnetickému poli. Kromě sledované rádiové záření není příliš stabilní, ale vykazuje známky proměnlivosti, které mohou být příčinou toho, že stejná metoda vedla dvakrát k různým výsledkům.

Pro aktuální hodnoty podložené měřením magnetického pole významně hovoří skutečnost, že zde žádné fluktuace pozorovány nejsou. Měřený signál je velmi stabilní po dobu kolem dvou let.

Přesně určená délka dne planety umožní vědcům zpřesnit měření rychlosti vzdušných proudů v její atmosféře i rozměry jejího pevného jádra.

Zdroje:
PPARC Press release
Space.Com
NewScientist.Com