De ringen van Saturnus gaven wetenschappers de informatie die ze nodig hadden om eindelijk vast te stellen hoe lang een dag op de gasreus duurt.
(Afbeelding: © NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
Stel uw timers in op 10 uur, 33 minuten en 38 seconden - wetenschappers hebben eindelijk ontdekt hoe lang een dag op Saturnus duurt, en kraken een aanhoudend mysterie over de geringde gasreus.
Dat is volgens nieuw gepubliceerd onderzoek dat gegevens gebruikt die zijn verzameld door NASA's Cassini-missie vóór de vernietiging van het ruimtevaartuig in september 2017. De nieuwe berekening scheert enkele minuten af van eerdere schattingen voor een Saturnusdag, die wetenschappers al decennia lang maken op basis van gegevens van de Cassini-missie en zijn voorganger, Voyager.
"De onderzoekers gebruikten golven in de ringen om in Saturnus 'interieur te gluren en lieten dit langgezochte, fundamentele kenmerk van de planeet zien. En het is een heel solide resultaat", zei Cassini-projectwetenschapper Linda Spilker in een verklaring. 'De ringen bevatten het antwoord.' [In foto's: Cassini Mission eindigt met epische duik in Saturnus]
Het lijkt misschien alsof het gemakkelijk zou moeten zijn om de lengte van een dag op een planeet te meten - wacht gewoon en kijk hoe de wereld draait. Maar de precieze daglengte van Saturnus heeft wetenschappers al tientallen jaren versteld doen staan. Omdat de planeet een gasreus is, kunnen onderzoekers geen vaste oriëntatiepunten door de wolken bekijken, zoals bij een rotsachtige planeet.
Wetenschappers kunnen ook typisch de kanteling van het magnetische veld van een planeet gebruiken om de daglengte te meten. Maar dat werkte niet voor Saturnus, omdat het veld bijna perfect uitlijnt met de rotatieas van de planeet, wat hun berekeningen belemmert. Een wetenschapper die het magnetische veld van de planeet heeft bestudeerd, zei dat de onzekerheid over de hele dag 'een beetje gênant' is, in een interview met Space.com over onderzoek dat in oktober is gepubliceerd.
Deze uitdagingen gaven wetenschappers ruwe schattingen die tussen 10 uur, 36 minuten en 10 uur, 48 minuten vielen - niet bijzonder bevredigend.
Het onderzoek dat vandaag is gepubliceerd, koos voor een heel andere aanpak: niet naar de planeet zelf kijken, maar naar zijn delicate ringen. Dit idee werd in 1982 voorgesteld, maar pas tijdens de Cassini-missie beschikten wetenschappers over de gegevens om te zien of de techniek zou werken.
Het idee is dat terwijl Saturnus draait, de binnenkant een beetje wiebelt, waardoor kleine veranderingen in het zwaartekrachtveld van de planeet ontstaan. Die kleine veranderingen rimpelen naar de brokken ijs in de ringen die de gasreus versieren, waardoor er kleine golven in de ringen ontstaan.
"Deeltjes in de ringen kunnen niet anders dan deze trillingen in het zwaartekrachtveld voelen," zei hoofdauteur Christopher Mankovich, een afgestudeerde student astronomie aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz, in een verklaring. "Op specifieke locaties in de ringen vangen deze oscillaties ringdeeltjes op precies het juiste moment in hun banen op om geleidelijk energie op te bouwen, en die energie wordt meegenomen als een waarneembare golf."
Dus Mankovich en zijn collega's bestudeerden die waarneembare golven en gebruikten ze om terug te keren naar de planeet zelf. Zo bedachten de onderzoekers de meting van 10 uur, 33 minuten en 38 seconden. Het is nog steeds niet in steen gebeiteld - de foutbalken op die berekening strekken zich uit tussen een minuut en 52 seconden langer en een minuut en 19 seconden korter. Maar het bereik van de nieuwe berekening overtreft een venster van 12 minuten.
Het onderzoek wordt beschreven in een paper dat gisteren (17 januari) is gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
