Bij het naderen van Saturnus stellen gegevens verkregen door het Cassini-ruimtevaartuig al een raadselachtige vraag: hoe lang duurt de dag op Saturnus?
Cassini nam metingen van de daglengte-indicator die als het meest betrouwbaar wordt beschouwd, het ritme van natuurlijke radiosignalen van de planeet. De resultaten geven 10 uur, 45 minuten, 45 seconden (plus of minus 36 seconden) als de tijd die Saturnus nodig heeft om elke rotatie te voltooien. Hier is de puzzel: dat is ongeveer 6 minuten, of één procent, langer dan de radiorotatieperiode gemeten door het Voyager 1 en Voyager 2 ruimtevaartuig, dat in 1980 en 1981 door Saturnus vloog.
Cassini-wetenschappers twijfelen niet aan de zorgvuldige metingen van de Voyager. En ze denken absoluut niet dat de hele planeet Saturnus eigenlijk veel langzamer draait dan twee decennia geleden. In plaats daarvan zoeken ze een verklaring op basis van enige variabiliteit in hoe de rotatie diep in Saturnus de radiopuls aandrijft.
De radiogeluiden van de rotatie van Saturnus, die ook de eerste geluiden zijn van Saturnus die door Cassini zijn bestudeerd, zijn als een hartslag en zijn te horen op http://www.jpl.nasa.gov/videos/cassini/0604/ en http: //www-pw.physics.uiowa.edu/space-audio
"De rotatiemodulatie van radio-emissies van verre astronomische objecten wordt al lang gebruikt om zeer nauwkeurige metingen van hun rotatieperiode te verschaffen", zegt Dr. Don Gurnett, hoofdonderzoeker van het Cassini Radio and Plasma Wave Science-instrument, University of Iowa, Iowa City . "De techniek is vooral handig voor de gigantische gasplaneten, zoals Jupiter en Saturnus, die geen oppervlakken hebben en bedekt zijn met wolken die directe visuele metingen onmogelijk maken."
De eerste hint van iets vreemds aan dat soort metingen bij Saturnus was in 1997, toen een onderzoeker van het Observatoire de Paris meldde dat de radiorotatieperiode van Saturnus aanzienlijk verschilde van die van Voyager.
Dr. Michael D. Desch, Cassini Radio Plasma Wave Science-teamlid en wetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., Heeft Saturn-radiogegevens geanalyseerd die door Cassini zijn verzameld van 29 april 2003 tot 10 juni 2004 "We zijn het er allemaal over eens dat de radiorotatieperiode van Saturnus vandaag langer is dan tijdens de Voyager-flyby in 1980", zei hij.
Gurnett zei: "Hoewel de radiorotatieperiode van Saturnus duidelijk aanzienlijk is verschoven sinds de metingen van de Voyager, denk ik niet dat iemand van ons enig proces zou kunnen bedenken waardoor de rotatie van de hele planeet daadwerkelijk zou vertragen. Het lijkt er dus op dat er een soort slip is tussen het diepe binnenste van de planeet en het magnetische veld, dat de geladen deeltjes regelt die verantwoordelijk zijn voor de radio-emissie. ” Hij suggereert dat de oplossing mogelijk verband houdt met het feit dat de rotatieas van Saturnus bijna identiek is aan zijn magnetische as. Jupiter, met een groter verschil tussen zijn magnetische as en zijn rotatieas, vertoont geen vergelijkbare onregelmatigheden in zijn radiorotatieperiode.
'Deze bevinding is heel belangrijk. Het laat zien dat het idee van een star roterend magnetisch veld verkeerd is, ”zegt Dr. Alex Dessler, een senior onderzoeker aan de Universiteit van Arizona, Tucson. Op die manier kunnen de magnetische velden van gasreuzenplaneten op die van de zon lijken. Het magnetische veld van de zon roteert niet uniform. In plaats daarvan varieert de rotatieperiode met de breedtegraad. 'Het magnetische veld van Saturnus heeft meer gemeen met de zon dan met de aarde. De meting kan worden geïnterpreteerd als een bewijs dat het deel van Saturnus 'magnetische veld dat de radio-emissies regelt, de afgelopen twee decennia naar een hogere breedtegraad is verplaatst', aldus Dressler.
"Ik denk dat we de puzzel kunnen ontrafelen, maar het zal even duren", zei Gurnett. "Nu Cassini vier jaar of langer in een baan om Saturnus draait, zullen we een uitstekende positie hebben om variaties op lange termijn in de radioperiode te volgen en de rotatieperiode te onderzoeken met andere technieken."
Cassini, met 12 wetenschappelijke instrumenten, is slechts twee dagen verwijderd van zijn planetaire ontmoeting met Saturnus. Op 30 juni wordt het het eerste ruimtevaartuig dat in een baan om Saturnus draait, wanneer het begint met een vierjarige studie van de planeet, haar ringen en haar 31 bekende manen. Het ruimtevaartuig vloog onlangs langs Saturnus 'kratermaan Phoebe, waar het zowel spectaculaire beelden als gegevens over de massa en compositie vastlegde.
De Cassini-Huygens-missie is een samenwerkingsproject 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 Cassini-Huygens-missie voor NASA's Office of Space Science, Washington, D.C. JPL, ontwierp, ontwikkelde en monteerde de Cassini-orbiter.
Ga voor de nieuwste afbeeldingen en meer informatie over de Cassini-Huygens-missie naar http://www.nasa.gov/cassini.
Oorspronkelijke bron: NASA / JPL News Release
