Cassini’nin ‘büyük finali’ bize Satürn’ün içi hakkında ne öğretti?

Altı yıl önce, yaklaşık yirmi yılını Satürn’ün etrafında yörüngede geçiren Cassini uzay aracı, büyük bir finalle görevini tamamladı ve kendisini Satürn’ün atmosferinin derinliklerine daldırdı. Bu son birkaç yörünge ve son dalış, Satürn’ün içi hakkında zengin bilgiler ortaya çıkardı. Gökbilimcilerden oluşan bir ekip, mevcut tüm verileri topladı ve şimdi güneş sisteminin en büyük ikinci gezegeninin içinin bir portresini çiziyor.

Gökbilimcilerin Satürn’ün doğası hakkında sorduğu en önemli sorulardan biri, onun derin iç kısmının ve potansiyel çekirdeğinin özellikleridir. Uzaktan gözlemlerle, gezegenin yalnızca atmosferinin en üst kısımlarını oluşturan görünür yüzeyine erişebiliriz. Bununla birlikte, gezegenin derinliklerini araştırmak için birkaç tekniğimiz var. İlk önce yüzüklerin kendilerine sahibiz. Halkaları oluşturan trilyonlarca parçacığın tümü, Satürn’ün yerçekimine tepki verir. İç kısmın farklı bileşimleri ve bu malzemenin farklı karışımları, halka parçacıklarının yörünge hareketlerini ustaca değiştirecektir. Halkaların gezegenin yörüngesinde nasıl döndüğünü dikkatlice inceleyerek, Satürn’ün içinin modellerini geliştirebiliriz.

En önemlisi de Cassini’ye sahibiz. Son birkaç yörüngesinde dünyanın etrafında dönerken, deneyimlediği yerçekimi ortamı hakkında muazzam miktarda veri topladı. Ve nihayet ölümcül dalışı sırasında, Satürn’ün atmosferinin üst kısımlarına ilişkin ilk doğrudan ölçümlerimizi aldık.

Son zamanlarda gökbilimciler, bize gezegenin iç kısmının puslu ama çekici bir portresini vermek için tüm bu verileri bir araya getirdiler ve ön baskı olarak yayınlandı. arXiv. Mevcut tüm kanıtlar, gezegenin atmosferinin, tüm gezegenin yarıçapının kabaca 1/6’sı olan 10.000 km derinliğe kadar diferansiyel dönüşe uğradığını gösteriyor. Bu, Satürn’ün ekvatoruna yakın atmosferin, yüzeyde gördüklerimizle eşleşecek şekilde, direğe yakın atmosferden daha hızlı hareket ettiği anlamına gelir. Bununla birlikte, Satürn’ün derinliklerinde, diferansiyel dönüş yerini 10 saat 33 dakikalık birleşik bir dönüş hızına bırakır – bu, o gezegendeki gerçek “gün” uzunluğudur.

Görünüşe göre Satürn, merkezi bir ağır element konsantrasyonundan oluşan bir çekirdeğe sahip. Bu çekirdek, Dünya’nın kütlesinin 12 ila 20 katı arasında bir ağırlığa sahiptir. Bununla birlikte, bu çekirdek, Dünya’nın kendisi gibi kompakt değildir, bunun yerine yavaşça dağılır ve onu saran hidrojen ve helyum atmosferi ile karışır. Bu, Satürn’ün yarıçapının yaklaşık yarısı kadar bir yerin çekirdeğinin kaba bir sınırını verir.

Gökbilimciler hala Satürn’ün tüm ısısını nasıl ürettiğini tam olarak anlamış değiller. Muhtemel mekanizmalardan biri, helyumun üst atmosferden yoğunlaşarak daha düşük derinliklere inerek çekirdekten üst atmosfere enerji aktarmanın bir yolu olarak hizmet etmesidir, ancak bu henüz kanıtlanmamıştır.

Çalışmanın arkasındaki astronomlar, Satürn’e gelecek misyonlar, özellikle de daha net bir resim elde edebilmemiz için üst atmosferi delmek ve gezegenin mümkün olduğunca derinlerine inmek için tasarlanmış olanlar için çağrıda bulunuyor.