Έχουν περάσει σχεδόν σαράντα χρόνια από το Voyager 1 και 2 αποστολές επισκέφθηκαν το σύστημα του Κρόνου. Καθώς οι ανιχνευτές πέταξαν από τον γίγαντα του φυσικού αερίου, μπόρεσαν να τραβήξουν μερικές εκπληκτικές εικόνες υψηλής ανάλυσης της ατμόσφαιρας του πλανήτη, τα πολλά φεγγάρια του και το εικονικό σύστημα δακτυλίου του. Επιπλέον, οι ανιχνευτές αποκάλυψαν επίσης ότι ο Κρόνος χάνει αργά τα δαχτυλίδια του, με ρυθμό που θα τους έβλεπε να εξαφανιστούν σε περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια.
Πιο πρόσφατα, το Κασίνι Ο τροχιάς επισκέφθηκε το σύστημα του Κρόνου και πέρασε πάνω από 12 χρόνια μελετώντας τον πλανήτη, τα φεγγάρια του και το σύστημα δακτυλίου του. Και σύμφωνα με νέα έρευνα που βασίζεται στο Cassini's δεδομένων, φαίνεται ότι ο Κρόνος χάνει τους δακτυλίους του στο μέγιστο ρυθμό που προβλέπει το Ταξιδιώτης αποστολές. Σύμφωνα με τη μελέτη, οι δακτύλιοι του Κρόνου αυξάνονται από τον γίγαντα του φυσικού αερίου με ρυθμό που σημαίνει ότι θα μπορούσαν να εξαφανιστούν σε λιγότερο από 100 εκατομμύρια χρόνια.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Ικάρος, ήταν επικεφαλής του James O’Donoghue του Goddard Space Flight Center της NASA και περιελάμβανε μέλη από το NASA Jet Propulsion Laboratory, το Κέντρο Διαστημικής Φυσικής, το Space Research Corporation, το Πανεπιστήμιο του Leicester και το University College London.
Σύμφωνα με τα δεδομένα που ελήφθησαν από το Ταξιδιώτης ανιχνευτές το 1980 και το 1981, παγωμένα σωματίδια από τους δακτυλίους του Κρόνου τραβιούνται από τη βαρύτητα του πλανήτη αφού υπόκεινται στο μαγνητικό πεδίο του Κρόνου - που τα μετατρέπει σε μια σκονισμένη «βροχή δακτυλίου» στην ανώτερη ατμόσφαιρα του Κρόνου. Ωστόσο, όπως ανέφερε ο James Donahue σε πρόσφατο δελτίο τύπου της NASA, η κατάσταση μπορεί να είναι χειρότερη από ό, τι αρχικά υποψιαζόταν:
«Εκτιμούμε ότι αυτή η« βροχή δακτυλίου »αποστραγγίζει μια ποσότητα προϊόντων νερού που θα μπορούσαν να γεμίσουν μια πισίνα ολυμπιακού μεγέθους από τα δαχτυλίδια του Κρόνου σε μισή ώρα. Από αυτό και μόνο, ολόκληρο το σύστημα δαχτυλιδιών θα εξαφανιστεί σε 300 εκατομμύρια χρόνια, αλλά προσθέστε σε αυτό το υλικό δακτυλίου μετρούμενου διαστημικού σκάφους Cassini που εντοπίστηκε να πέφτει στον ισημερινό του Κρόνου και οι δακτύλιοι έχουν λιγότερα από 100 εκατομμύρια χρόνια για να ζήσουν. Αυτό είναι σχετικά μικρό, σε σύγκριση με την ηλικία του Κρόνου άνω των 4 δισεκατομμυρίων ετών. "
Κασίνι μελέτησε την απώλεια του δακτυλίου υλικού του Κρόνου ως μέρος του Grande Finale, όπου το διαστημικό σκάφος ξόδεψε το εναπομένον καύσιμο του με τη διεξαγωγή 22 τροχιών μεταξύ του Κρόνου και των δακτυλίων του. Αυτό ήταν ένα σημαντικό επίτευγμα, καθώς το σκάφος Cassini πήγε όπου κανένα διαστημικό σκάφος δεν τολμούσε ποτέ να πάει και δεν είχε καν σχεδιαστεί για να πετάξει σε αυτό το περιβάλλον.
Παρ 'όλα αυτά, Κασίνι μπόρεσε να λάβει πληροφορίες που επιβεβαίωσαν τι Ταξιδιώτης ανιχνευτές που παρατηρήθηκαν πριν από δεκαετίες, καθώς και να απαντήσουν σε ένα παλιό μυστήριο για τα δαχτυλίδια του Κρόνου. Βασικά, οι επιστήμονες αναρωτιούνται από καιρό αν ο Κρόνος σχηματίστηκε με τα δαχτυλίδια του ή τα απέκτησε αργότερα στη ζωή. Αυτή η νέα έρευνα δείχνει ότι είναι πιθανό το τελευταίο σενάριο και ότι ο Κρόνος τα απέκτησε σχετικά πρόσφατα στην ιστορία του.
Σύμφωνα με τη μελέτη τους, ο O'Donahue και οι συνάδελφοί του υπολόγισαν ότι το σύστημα δαχτυλιδιών του Κρόνου είναι απίθανο να είναι παλαιότερο των 100 εκατομμυρίων ετών, δεδομένου ότι θα χρειαζόταν τόσο πολύ για να πάει το δακτύλιο C από το να είναι τόσο πυκνό όσο το δακτύλιο Β σε αυτό είναι σήμερα. Από αυτήν την άποψη, εξηγεί ο O'Donoghue, η ανθρωπότητα είναι τυχερή που βρίσκεται σε μια εποχή που τα δαχτυλίδια ήταν ακόμα εκεί:
«Είμαστε τυχεροί που βλέπουμε το σύστημα δαχτυλιδιών του Κρόνου, το οποίο φαίνεται να βρίσκεται στη μέση της ζωής του. Ωστόσο, εάν τα δαχτυλίδια είναι προσωρινά, ίσως χάσαμε να βλέπουμε γιγαντιαία συστήματα δαχτυλιδιών του Δία, του Ουρανού και του Ποσειδώνα, τα οποία έχουν μόνο λεπτά δαχτυλίδια σήμερα! "
Όπως σημειώνεται, οι πρώτες νότες του «ring rain» προήλθαν από το Ταξιδιώτης αποστολές, οι οποίες προέκυψαν από παρατηρήσεις για αυτά που θεωρούνταν ως τρία άσχετα φαινόμενα. Αυτές περιελάμβαναν παραλλαγές στην ηλεκτρικά φορτισμένη ιονόσφαιρα του Κρόνου, παραλλαγές πυκνότητας στους δακτυλίους του Κρόνου και στενές σκοτεινές ζώνες που περικυκλώνουν τα βόρεια μεσαία γεωγραφικά πλάτη των πλανητών.
Το 1986, ο Jack Connerney - ερευνητής από το Goddard Space Center της NASA και συν-συγγραφέας της πρόσφατης μελέτης - δημοσίευσε ένα ερευνητικό έγγραφο που συνέδεσε αυτές τις σκοτεινές ζώνες με το σχήμα του μαγνητικού πεδίου του Κρόνου. Με λίγα λόγια, πρότεινε τα ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια πάγου από τους δακτυλίους του Κρόνου να ρέουν κάτω από αόρατες γραμμές μαγνητικού πεδίου και να αποτίθενται ως νερό στην ανώτερη ατμόσφαιρα του Κρόνου.
Αυτά τα σωματίδια, σύμφωνα με τον Connerney, φορτίστηκαν ηλεκτρικά είτε από την υπεριώδη ακτινοβολία από τον Ήλιο είτε από σύννεφα πλάσματος που προκλήθηκαν από μικρομετεωροειδή που βομβαρδίζουν τους δακτυλίους. Μόλις συμβεί αυτό, τα σωματίδια θα αισθανόταν την έλξη του μαγνητικού πεδίου του Κρόνου και θα τραβήχτηκαν από τη βαρύτητα του Κρόνου κατά μήκος γραμμών πεδίου που θα τους έβαζαν στην ανώτερη ατμόσφαιρα.
Αυτά τα σωματίδια πάγου στη συνέχεια εξατμίζονται και χημικά αλληλεπιδρούν με την ιονόσφαιρα του Κρόνου, η οποία θα είχε ως αποτέλεσμα την απομάκρυνση της ομίχλης στη στρατόσφαιρα. Αυτές οι περιοχές θα φαινόταν πιο σκοτεινές στο ανακλώμενο φως, δημιουργώντας έτσι την εμφάνιση σκοτεινών ζωνών στην ατμόσφαιρα του Κρόνου. Ένα άλλο αποτέλεσμα θα ήταν η αυξημένη διάρκεια ζωής στα ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια γνωστά ως ιόντα H3 + (τα οποία αποτελούνται από τρία πρωτόνια και δύο εκλογές).
Η παρουσία αυτών των ιόντων ήταν πώς ο O'Donoghue και η ομάδα του μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν τη θεωρία του Connerney. Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Keck, η ομάδα μπόρεσε να παρατηρήσει αυτά τα ιόντα στο βόρειο και νότιο ημισφαίριο του Κρόνου χάρη στον τρόπο που λάμπουν στο υπέρυθρο φάσμα (που συμβαίνει όταν αλληλεπιδρούν με το φως του ήλιου). Αυτές οι ζώνες παρατηρήθηκαν σε σημεία όπου οι γραμμές μαγνητικού πεδίου που τέμνουν το δακτύλιο εισέρχονται στον πλανήτη.
Στη συνέχεια ανέλυσαν το φως για να προσδιορίσουν την ποσότητα της βροχής που αλληλεπιδρά με την ιονόσφαιρα του Κρόνου, η οποία θα έδειχνε πόσο τραβούσαν τα σωματίδια πάγου από τους δακτυλίους του Κρόνου. Αυτό που βρήκαν ήταν ότι ταιριάζει με τις υψηλές αξίες που προέκυψαν από τον Connerney και τους συναδέλφους του στη μελέτη του 1986.
Η ομάδα ανακάλυψε επίσης μια λαμπερή ζώνη σε μεγαλύτερο γεωγραφικό πλάτος στο νότιο ημισφαίριο, η οποία τυχαίνει να είναι το σημείο όπου το μαγνητικό πεδίο του Κρόνου τέμνει με την τροχιά του Εγκέλαδου. Για αρκετό καιρό, οι αστρονόμοι γνώριζαν ότι οι geysers που εκρήγνυνται περιοδικά από τη νότια πολική περιοχή του Enceladus (που είναι αποτέλεσμα γεωλογικής δραστηριότητας στο εσωτερικό) είναι υπεύθυνοι για την αναπλήρωση του δακτυλίου E του Κρόνου.
Αυτό το τελευταίο εύρημα υποδεικνύει ότι ορισμένα από τα παγωμένα σωματίδια που εκπέμπει ο Enceladus βρέχονται επίσης στον Κρόνο, γεγονός που συμβάλλει επίσης στις σκοτεινές ζώνες του πλανήτη. Όπως ανέφερε ο Connerney:
«Δεν ήταν μια έκπληξη. Προσδιορίσαμε τον Enceladus και το E-ring ως μια άφθονη πηγή νερού, με βάση μια άλλη στενή σκοτεινή ζώνη σε αυτήν την παλιά εικόνα του Voyager. "
Κοιτώντας μπροστά, η ομάδα θα ήθελε να δει πώς αλλάζει η βροχή του δακτυλίου ως αποτέλεσμα εποχιακών αλλαγών στον Κρόνο. Η τροχιακή περίοδος του Κρόνου, η οποία είναι 29,4 χρόνια, προκαλεί την έκθεση των δακτυλίων του σε διάφορους βαθμούς ηλιοφάνειας. Δεδομένου ότι η έκθεση σε υπεριώδες φως φορτίζει κόκκους πάγου στον δακτύλιο και τους προκαλεί να αλληλεπιδράσουν με το μαγνητικό πεδίο του Κρόνου, τα διαφορετικά επίπεδα έκθεσης θα πρέπει να έχουν άμεσο αντίκτυπο στην ποσότητα της βροχής του δακτυλίου στην ανώτερη ατμόσφαιρα.
Αυτά τα ευρήματα, τα οποία προκαλούν στους επιστήμονες να επανεξετάσουν τις προηγούμενες υποθέσεις τους σχετικά με το σύστημα Κρόνου, είναι απλώς η τελευταία ανακάλυψη που προήλθε από το Κασίνι αποστολή. Παρόλο που ο τροχιάς ολοκλήρωσε την αποστολή του πριν από δύο χρόνια συντρίβοντας στην ατμόσφαιρα του Κρόνου, τα δεδομένα που έχει στείλει εξακολουθούν να προκαλούν κάποιες παλαιότερες θεωρίες για τον Κρόνο, ενώ επιβεβαιώνουν άλλες.
Φροντίστε να δείτε αυτήν την κινούμενη εικόνα των εξαφανισμένων δακτυλίων του Κρόνου, ευγενική προσφορά του διαστημικού κέντρου Goddard της NASA:
