Die Saturnringe gaben den Wissenschaftlern die Informationen, die sie brauchten, um endlich zu bestimmen, wie lange ein Tag auf dem Gasriesen dauert.
(Bild: © NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
Stellen Sie Ihre Timer auf 10 Stunden, 33 Minuten und 38 Sekunden ein - Wissenschaftler haben endlich herausgefunden, wie lange ein Tag auf dem Saturn dauert, und ein Rätsel um den ringförmigen Gasriesen gelöst.
Dies geht aus einer neu veröffentlichten Studie hervor, die Daten verwendet, die von der Cassini-Mission der NASA vor der Zerstörung des Raumfahrzeugs im September 2017 gesammelt wurden. Die neue Berechnung spart einige Minuten gegenüber früheren Schätzungen für einen Saturn-Tag, die Wissenschaftler seit Jahrzehnten auf der Grundlage von Daten aus der Cassini-Mission erstellen und sein Vorgänger, Voyager.
"Die Forscher verwendeten Wellen in den Ringen, um in das Innere des Saturn zu blicken, und tauchten dieses lang ersehnte, grundlegende Merkmal des Planeten auf. Und es ist ein wirklich solides Ergebnis", sagte Linda Spilker, Wissenschaftlerin des Cassini-Projekts, in einer Erklärung. "Die Ringe enthielten die Antwort." [In Fotos: Cassini Mission endet mit epischem Eintauchen in den Saturn]
Es mag so aussehen, als ob es einfach sein sollte, die Länge eines Tages auf einem Planeten zu messen - warten Sie einfach und beobachten Sie, wie sich die Welt dreht. Aber die genaue Tageslänge des Saturn hat Wissenschaftler seit Jahrzehnten verblüfft. Da der Planet ein Gasriese ist, können Forscher keine stabilen Landmarken durch die Wolken beobachten, wie dies bei einem felsigen Planeten der Fall wäre.
Wissenschaftler können normalerweise auch die Neigung des Magnetfelds eines Planeten verwenden, um seine Tageslänge zu messen. Bei Saturn funktionierte dies jedoch nicht, da das Feld nahezu perfekt auf die Rotationsachse des Planeten ausgerichtet ist und deren Berechnungen behindert. Ein Wissenschaftler, der das Magnetfeld des Planeten untersucht hat, sagte, dass die Unsicherheit über die Tageslänge "ein bisschen peinlich" sei, und sprach in einem Interview mit Space.com über die im Oktober veröffentlichte Forschung.
Aufgrund dieser Herausforderungen hatten Wissenschaftler grobe Schätzungen zwischen 10 Stunden, 36 Minuten und 10 Stunden, 48 Minuten - nicht besonders zufriedenstellend.
Die heute veröffentlichte Forschung verfolgte einen völlig anderen Ansatz - nicht auf den Planeten selbst, sondern auf seine empfindlichen Ringe. Diese Idee wurde 1982 vorgeschlagen, aber erst bei der Cassini-Mission hatten Wissenschaftler die Daten, um zu sehen, ob die Technik funktionieren würde.
Die Idee ist, dass während sich der Saturn dreht, sein Inneres ein wenig wackelt und kleine Änderungen im Gravitationsfeld des Planeten verursacht. Diese kleinen Veränderungen wirken sich auf die Eisbrocken in den Ringen aus, die den Gasriesen schmücken, und verursachen kleine Wellen in den Ringen.
"Partikel in den Ringen können nicht anders, als diese Schwingungen im Schwerkraftfeld zu spüren", sagte der Hauptautor Christopher Mankovich, ein Doktorand der Astronomie an der University of California in Santa Cruz, in einer Erklärung. "An bestimmten Stellen in den Ringen fangen diese Schwingungen Ringpartikel genau zum richtigen Zeitpunkt in ihren Bahnen ein, um allmählich Energie aufzubauen, und diese Energie wird als beobachtbare Welle weggetragen."
Also untersuchten Mankovich und seine Kollegen diese beobachtbaren Wellen und benutzten sie, um nach innen zum Planeten selbst zurückzukehren. So kamen die Forscher auf die Messung von 10 Stunden, 33 Minuten und 38 Sekunden. Es ist immer noch nicht in Stein gemeißelt - die Fehlerbalken in dieser Berechnung liegen zwischen einer Minute und 52 Sekunden länger und einer Minute und 19 Sekunden kürzer. Die Reichweite der neuen Berechnung übertrifft jedoch ein 12-Minuten-Fenster.
Die Forschung wird in einem Artikel beschrieben, der gestern (17. Januar) im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde.
