Γιατί ο Κρόνος φαίνεται να αλλάζει την ταχύτητα περιστροφής του; Το Webb λύνει ένα μυστήριο ετών

Ερευνητές από το Northumbria University αξιοποίησαν το ισχυρότερο διαστημικό τηλεσκόπιο που έχει κατασκευαστεί ποτέ, το James Webb Space Telescope, για να δώσουν απάντηση σε ένα από τα πιο επίμονα ερωτήματα της πλανητικής επιστήμης: γιατί ο Κρόνος φαίνεται να περιστρέφεται με διαφορετική ταχύτητα ανάλογα με τον τρόπο μέτρησης.

Τα αποτελέσματα της μελέτης, που δημοσιεύθηκαν στο Journal of Geophysical Research: Space Physics, αποκαλύπτουν για πρώτη φορά τα πολύπλοκα μοτίβα θερμότητας και ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων στα πολικά σέλα του πλανήτη και δείχνουν ότι ολόκληρο το σύστημα λειτουργεί μέσω ενός αυτοτροφοδοτούμενου μηχανισμού.

Το παλιό αίνιγμα και η εξήγησή του

Ο Κρόνος απασχολεί τους επιστήμονες εδώ και δεκαετίες. Μετρήσεις από το διαστημόπλοιο Cassini spacecraft της NASA το 2004 έδειξαν ότι η ταχύτητα περιστροφής του πλανήτη φαινόταν να αλλάζει με τον χρόνο — κάτι που θεωρητικά δεν μπορεί να συμβαίνει.

Το 2021, έρευνα με επικεφαλής τον καθηγητή Tom Stallard έδειξε ότι το φαινόμενο δεν οφείλεται στην ίδια την περιστροφή, αλλά σε ισχυρούς ανέμους στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Οι άνεμοι αυτοί δημιουργούν ηλεκτρικά ρεύματα, τα οποία αλλοιώνουν το σήμα από τα σέλα και δίνουν την ψευδαίσθηση μεταβολής της περιστροφής.

Ωστόσο, παρέμενε ένα κρίσιμο ερώτημα: τι προκαλεί αυτούς τους ανέμους;

Η συμβολή του James Webb

Η νέα μελέτη δίνει για πρώτη φορά σαφή απάντηση. Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Webb, οι επιστήμονες παρατήρησαν συνεχώς την περιοχή των βόρειων σέλα του Κρόνου — αντίστοιχη με το βόρειο σέλας της Γης — για μία ολόκληρη ημέρα του πλανήτη.

Αναλύοντας την υπέρυθρη ακτινοβολία ενός μορίου που λειτουργεί ως «φυσικό θερμόμετρο» στην ανώτερη ατμόσφαιρα, κατάφεραν να δημιουργήσουν τους πρώτους χάρτες υψηλής ανάλυσης για τη θερμοκρασία και την πυκνότητα σωματιδίων στην περιοχή των σέλα.

Η ακρίβεια των νέων μετρήσεων είναι εντυπωσιακή: έως και δέκα φορές μεγαλύτερη σε σχέση με το παρελθόν, επιτρέποντας στους επιστήμονες να καταγράψουν λεπτομέρειες θέρμανσης και ψύξης που μέχρι σήμερα παρέμεναν αόρατες.

Ένας «πλανητικός θερμικός μηχανισμός»

Τα δεδομένα αποκάλυψαν ότι τα μοτίβα θερμοκρασίας ταιριάζουν με παλαιότερα θεωρητικά μοντέλα, αλλά μόνο όταν η πηγή θερμότητας τοποθετείται ακριβώς στο σημείο όπου τα σέλα εισέρχονται στην ατμόσφαιρα.

Με απλά λόγια, τα σέλα του Κρόνου δεν είναι απλώς ένα εντυπωσιακό φαινόμενο. Θερμαίνουν τοπικά την ατμόσφαιρα, δημιουργώντας ανέμους, οι οποίοι με τη σειρά τους παράγουν ηλεκτρικά ρεύματα που ενισχύουν ξανά τα σέλα. Έτσι δημιουργείται ένας συνεχής κύκλος.

Όπως εξηγεί ο καθηγητής Stallard, πρόκειται ουσιαστικά για έναν «πλανητικό θερμικό μηχανισμό» που τροφοδοτεί τον εαυτό του.

Ευρύτερες συνέπειες για την πλανητική επιστήμη

Η ανακάλυψη έχει και ευρύτερη σημασία. Δείχνει ότι η ατμόσφαιρα ενός πλανήτη μπορεί να επηρεάζει άμεσα τη μαγνητόσφαιρά του — την περιοχή του διαστήματος που διαμορφώνεται από το μαγνητικό του πεδίο — και αντίστροφα.

Αυτή η αμφίδρομη σχέση ενδέχεται να εξηγεί γιατί το φαινόμενο παραμένει σταθερό για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά και να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες αντιλαμβάνονται τη λειτουργία των πλανητικών ατμοσφαιρών γενικότερα.

Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, η κατανόηση αυτών των μηχανισμών στον Κρόνο μπορεί να ανοίξει τον δρόμο για την ανακάλυψη άγνωστων μέχρι σήμερα αλληλεπιδράσεων και σε άλλους κόσμους.