Drömmande färger av Saturnus. Bildkredit: NASA/JPL/SSI. Klicka för att förstora
Med solida planeter, som jorden och Mars, är det lätt att spåra längden på deras dagar. Se bara till att en ytfunktion roterar till synen igen. Med gasjättar är det dock en knepig affär. Forskare har använt egenskaper hos Saturnus magnetfält för att agera som föremål på dess yta; spåra hur lång tid det tar för den punkten i magnetfältet att rotera runt igen. Cassini har bestämt att Saturnus dag är 10 timmar, 47 minuter, 6 sekunder (+- 40 sekunder).
Vi vet alla att jorden roterar var 24:e timme, men forskare har länge haft svårt att fastställa hur lång dygnet är på Saturnus. Magnetometern ombord på rymdfarkosten Cassini har för första gången någonsin mätt en periodisk signal i Saturnus magnetfält, nyckelinformation för att äntligen förstå längden på en Saturnus dag och utvecklingen av denna gasformiga planet.
Den senaste forskningen tyder på att en Saturnus dag är 10 timmar, 47 minuter, 6 sekunder (plus eller minus 40 sekunder). Det är 8 minuter långsammare än NASA Voyager-resultaten från början av 1980-talet, och långsammare än tidigare uppskattningar från ett annat Cassini-instrument. Magnetometerresultaten ger den bästa uppskattningen av Saturnusdagen hittills, eftersom den kan se djupt inne i Saturnus. Dessa Cassini-resultat finns i 4 maj-numret av tidskriften Nature.
'Att mäta rotationsperioden för en stenig planet som jorden är lätt, men mätningar för planeter gjorda av gas, som Saturnus, ställer till problem', säger huvudförfattaren till tidningen, Dr Giacomo Giampieri, forskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory , Pasadena, Kalifornien.
Planeter roterar runt sina 'snurra' axlar när de kretsar runt solen. Stenplaneter som jorden och Mars har rotationsperioder som är lätta att mäta eftersom vi kan se ytegenskaper när de går förbi, till exempel kontinenterna sett från rymden. Gasformiga planeter har ingen fast yta att spåra.
Magnetfältet genereras djupt inne i Saturnus flytande metalliska kärna av strömmande elektriska strömmar. Genom att mäta fältet kan forskare bestämma längden på dagen på Saturnus.
'Att göra den här mätningen har varit ett av de viktigaste vetenskapliga målen för uppdraget', säger professor Michele Dougherty vid Imperial College London. 'Att hitta en distinkt periodisk rytm i magnetfältet hjälper oss att förstå Saturnus inre struktur som i sin tur hjälper oss att förstå hur den bildades.'
Att veta längden på en dag eller hur snabbt planeten roterar är avgörande för att förstå planetens inre struktur och modellera vädermönstren på Saturnus.
När han närmade sig Saturnus, mätte Cassinis radio- och plasmavågsinstrument radiosignaler och förutspådde att dagen på Saturnus var 10 timmar, 45 minuter, 45 sekunder. Det ansågs vara en mycket bra uppskattning på den tiden.
Sedan Voyager-dagarna har forskare sett förändringar i perioden för radioobservationer. De visste att det var praktiskt taget omöjligt att sakta ner eller påskynda en massa så stor som Saturnus. Eftersom Cassinis mätningar av rytmerna av naturliga radiosignaler från planeten fortsatte att variera, började forskare inse att dessa signaler förmodligen inte var ett direkt mått på den interna rotationshastigheten. Plötsligt blev längden på Saturnus dag osäker. Mätningar av magnetfältet hjälper forskare att 'se' djupt inne i Saturnus och kan äntligen ha löst detta pussel.
'Våra magnetfältsmätningar har varit konstanta sedan Cassini gick in i omloppsbanan för nästan två år sedan, medan radiomätningar sedan Voyager-eran har visat stor variation. Genom att övervaka magnetfältet under resten av uppdraget kommer vi att kunna lösa det här pusslet,” Giampieri.
Förutom Giampieri är de andra författarna: Michele Dougherty, från Imperial College, London; Edward Smith också från JPL; och Christopher Russell från University of California, Los Angeles.
Cassini-Huygens-uppdraget är ett samarbetsprojekt mellan NASA, Europeiska rymdorganisationen och den italienska rymdorganisationen. Jet Propulsion Laboratory, en avdelning av California Institute of Technology i Pasadena, sköter Cassini-Huygens-uppdraget för NASA:s Science Mission Directorate, Washington. Cassini orbiter designades, utvecklades och monterades vid JPL. Magnetometerteamet är baserat på Imperial College i London och arbetar med teammedlemmar från USA och flera europeiska länder.
För bilder och mer information, besök: http://www.nasa.gov/cassini och http://saturn.jpl.nasa.gov .
Ursprunglig källa: Nyhetsmeddelande från NASA
