De dodelijke val van de Cassini-ruimtesonde in Saturn heeft onthuld dat de binnenste ring van de gasreus ijzige regenbuien en organische moleculen in een ongelooflijke snelheid in de bovenste atmosfeer van de planeet werpt.
Cassini eindigde een 13-jarige stint met het verkennen van Saturnus en zijn manen net iets meer dan een jaar geleden, maar veel wetenschappelijke bevindingen met betrekking tot de dramatische exit worden nog steeds onthuld. De sonde zwaaide 22 keer door de kloof tussen de gigantische planeet en zijn beroemde ringen, verzamelde zoveel mogelijk gegevens voordat hij zich in de atmosfeer van de planeet stortte en opbrandde.
Jarenlang hebben onderzoekers geweten over de 'ringregen' van Saturnus, of het feit dat het ringsysteem rond de planeet water levert aan de bovenste atmosfeer. Maar tijdens de laatste schommelingen rond Saturnus, meten de gadgets van Cassini de constante regen van deeltjes met nanogrootte. De regen bestaat meestal uit moleculaire waterstof, maar bevat ook veel ijswater en koolstofverbindingen, zoals butaan en propaan, meldt Elizabeth Howell op Seeker.
De enorme hoeveelheid materiaal was een van de grootste verrassingen; Cassini mat 22.000 pond materiaal per seconde val uit de ringen. Het grootste deel van de chemische slurry wordt uit de ring verwijderd die zich het dichtst bij de atmosfeer van Saturnus bevindt, de D-ring. In het huidige tempo kan de ring in ongeveer 100.000 jaar volledig leeg zijn.
"Blijkt dat ringregen meer lijkt op een stortbui", zegt planetaire wetenschapper Hunter Waite van het Southwest Research Institute en hoofdauteur van de studie in Science. “Hoewel [de ionen- en neutrale massaspectrometer] was ontworpen om gassen te onderzoeken, konden we de ringdeeltjes meten omdat ze het ruimtevaartuig met zulke hoge snelheden raakten dat ze verdampten. Waterijs, samen met de nieuw ontdekte organische verbindingen, valt veel sneller uit de ringen dan iemand dacht - tot wel 10.000 kilogram materiaal per seconde. "
De bevinding verandert wat we weten over de ringen en de atmosfeer van Saturnus. Co-auteur Kelly Miller, ook een planetaire wetenschapper aan het Southwest Research Institute, vertelt Howell op Zoeker dat de enorme hoeveelheid ringregens suggereert dat de D-ringen van Saturn worden gevoed met materiaal van de grotere C-ringen van Saturnus, een nieuwe ontdekking. De gegevens suggereren ook dat er veel materiaal in de D-ring is dat te klein is om te worden opgepikt door externe sensoren, wat betekent dat het rechtstreeks samplen zoals Cassini heeft gedaan de enige manier is om het te detecteren.
Uit een ander recent onderzoek met Cassini-gegevens blijkt zelfs dat de ringen van Saturnus slechts ongeveer 150 tot 300 miljoen jaar oud zijn en mogelijk niet eeuwig meegaan, vooral als ze voortdurend materiaal verliezen aan de planeet hieronder. Maar niet iedereen is het eens met die interpretatie en de leeftijd van de ringen is nog steeds discutabel.
"Zijn we gewoon gelukkig genoeg om in de periode te zitten waarin Saturnus deze prachtige ringen heeft?" Vraagt Sean Hsu van de Universiteit van Colorado Boulder aan Nadia Drake van National Geographic . "Het is ook fascinerend om te denken dat als er onlangs een enorme ring zou ontstaan, dit gevolgen heeft voor de andere ijzige manen van Saturnus."
Al het stof dat de bovenste atmosfeer van Saturnus binnendringt, heeft ook grote effecten op de ionosfeer, misschien opwarmen of de atmosfeer veranderen.
"Deze smeerwortel kauwt veel van de ionosfeer, beïnvloedt de samenstelling en veroorzaakt waarneembare effecten - dat is wat we nu proberen te begrijpen", zegt co-auteur Thomas Cravens van de Universiteit van Kansas in een persbericht. "De gegevens zijn duidelijk, maar verklaringen worden nog steeds gemodelleerd en dat zal een tijdje duren."
Dit was niet het enige resultaat uit de onlangs uitgebrachte Grand Finale van Cassini. Verschillende andere artikelen op basis van de gegevens die ook in Science zijn gepubliceerd, onthullen een nieuw elektrisch stroomsysteem dat de ringen en de bovenste atmosfeer verbindt en een nieuw ontdekte stralingsgordel rond de planeet. Een andere studie toont aan dat het magnetische veld van Saturnus bijna is uitgelijnd met zijn draaias, in tegenstelling tot elke andere planeet die is bestudeerd. Astronomen waren ook in staat om radio-uitzendingen van de polen van de planeet te verzamelen. Naar verwachting zullen de Grand Finale-gegevens nog meer geheimen van Saturnus onthullen.
"Veel mysteries blijven over, terwijl we stukjes van de puzzel samenstellen", zegt Linda Spilker, Cassini Project Scientist bij het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena. "De resultaten van de laatste banen van Cassini bleken interessanter dan we ons hadden kunnen voorstellen."
