Wetenschappers die gegevens van NASA's Cassini-ruimtevaartuig en Hubble-ruimtetelescoop bestuderen, hebben ontdekt dat de aurora van Saturnus zich anders gedragen dan wetenschappers de afgelopen 25 jaar dachten.
De onderzoekers, onder leiding van John Clarke van de Universiteit van Boston, ontdekten dat de aurora's van de planeet, lang beschouwd als een kruising tussen die van de aarde en Jupiter, fundamenteel anders zijn dan die waargenomen op een van de andere twee planeten. Het team dat Cassini-gegevens analyseert, omvat Dr. Frank Crary, een onderzoekwetenschapper aan het Southwest Research Institute in San Antonio, Texas, en Dr. William Kurth, een onderzoekwetenschapper aan de Universiteit van Iowa, Iowa City.
Hubble maakte ultraviolette foto's van de aurora's van Saturnus gedurende meerdere weken, terwijl Cassini's wetenschappelijke instrument voor radio- en plasmagolfgolven de toename van radio-emissies uit dezelfde regio's registreerde, en de Cassini-plasmaspectrometer en magnetometerinstrumenten maten de intensiteit van de aurora met de druk van de zon wind. Deze sets metingen werden gecombineerd om de meest nauwkeurige glimp van Saturnus aurora's en de rol van de zonnewind bij het genereren ervan tot nu toe te geven. De resultaten worden gepubliceerd in het nummer van 17 februari van het tijdschrift Nature.
De bevindingen tonen aan dat de aurora's van Saturnus van dag tot dag verschillen, zoals ze op aarde doen, op sommige dagen bewegen en stil blijven staan op andere. Maar vergeleken met de aarde, waar de dramatische verheldering van de aurora slechts ongeveer 10 minuten duurt, kan Saturnus dagen duren.
De waarnemingen tonen ook aan dat het magnetische veld en de zonnewind van de zon een veel grotere rol kunnen spelen in de aurora van Saturnus dan eerder werd vermoed. Hubble-afbeeldingen laten zien dat aurora's soms stil blijven terwijl de planeet eronder draait, zoals op aarde, maar laten ook zien dat de aurora's soms meebewegen met Saturnus terwijl deze rond zijn as draait, zoals op Jupiter. Dit verschil suggereert dat de aurora's van Saturnus op een onverwachte manier worden aangedreven door het magnetische veld van de zon en de zonnewind, niet door de richting van het magnetische veld van de zonnewind.
"Zowel de aurora's van de aarde als van Saturnus worden aangedreven door schokgolven in de zonnewind en opgewekte elektrische velden", zei Crary. "Een grote verrassing was dat het magnetische veld ingebed in de zonnewind een kleinere rol speelt bij Saturnus."
Op aarde, wanneer het magnetische veld van de zonnewind naar het zuiden wijst (tegengesteld aan de richting van het magnetische veld van de aarde), heffen de magnetische velden gedeeltelijk op en is de magnetosfeer "open". Hierdoor komen de zonnewinddruk en elektrische velden binnen en kunnen ze een sterk effect hebben op de aurora. Als het magnetische veld van de zonnewind zich niet naar het zuiden bevindt, is de magnetosfeer "gesloten" en kunnen zonnewinddruk en elektrische velden niet binnenkomen. "In de buurt van Saturnus zagen we een magnetisch zonnewindveld dat nooit sterk noordelijk of zuidelijk was. De richting van het magnetische zonnewindveld had niet veel effect op het noorderlicht. Desondanks hadden de zonnewinddruk en het elektrische veld nog steeds een sterke invloed op de aurorale activiteit, 'voegde Crary toe. Vanuit de ruimte gezien verschijnt een aurora als een ring van energie die het poolgebied van een planeet omcirkelt. Aurorale displays worden gestimuleerd wanneer geladen deeltjes in de ruimte interageren met de magnetosfeer van een planeet en naar de bovenste atmosfeer stromen. Botsingen met atomen en moleculen produceren flitsen van stralingsenergie in de vorm van licht. Radiogolven worden gegenereerd door elektronen terwijl ze naar de planeet vallen.
Het team merkte op dat, hoewel de aurora's van Saturnus kenmerken delen met de andere planeten, ze fundamenteel anders zijn dan die op aarde of Jupiter. Wanneer de aurora's van Saturnus helderder en dus krachtiger worden, krimpt de ring van energie rond de pool in diameter. Bij Saturnus worden, in tegenstelling tot een van de andere twee planeten, aurora's helderder op de dag-nachtgrens van de planeet, waar ook magnetische stormen in intensiteit toenemen. Op bepaalde tijden lijkt de poolring van Saturnus meer op een spiraal, de uiteinden zijn niet verbonden als de magnetische storm de pool omcirkelt.
De nieuwe resultaten vertonen enkele overeenkomsten tussen de aurora van Saturnus en de aarde: radiogolven lijken te zijn gebonden aan de helderste poollichtvlekken. 'We weten dat soortgelijke radiogolven op aarde afkomstig zijn van heldere poollichtbogen, en hetzelfde lijkt waar te zijn bij Saturnus', zei Kurth. "Deze gelijkenis vertelt ons dat, op de kleinste schaal, de fysica die deze radiogolven opwekt, precies hetzelfde is als wat er op aarde gebeurt, ondanks de verschillen in de locatie en het gedrag van het poollicht."
Nu Cassini in een baan om Saturnus draait, kan het team een directere blik werpen op de manier waarop de aurora's van de planeet worden gegenereerd. Ze zullen vervolgens onderzoeken hoe het magnetische veld van de zon de aurora van Saturnus kan voeden en meer informatie krijgen over welke rol de zonnewind kan spelen. Het begrijpen van de magnetosfeer van Saturnus is een van de belangrijkste wetenschappelijke doelen van de Cassini-missie.
Ga voor de nieuwste afbeeldingen en informatie over de Cassini-Huygens-missie naar http://saturn.jpl.nasa.gov en http://www.nasa.gov/cassini.
De Cassini-Huygens-missie is een coöperatieve missie van NASA, de European Space Agency en de Italian Space Agency. Het Jet Propulsion Laboratory, een afdeling van het California Institute of Technology in Pasadena, beheert de missie voor NASA's Office of Space Science, Washington, D.C.
Oorspronkelijke bron: NASA / JPL News Release
