Prstence odhaľujú veľkosť a zloženie jadra planéty Saturn

  • Valentín Korinek | 11 Jún 2021
    Slnečná sústava
Slabé vlny v prstencoch Saturna (snímka sondy Cassini z roku 2010) pomáhajú astronómom zistiť podrobnosti o skrytom jadre planéty. (Cassini, JPL-Caltech / NASA, Space Science Institute)
Podľa novej štúdie jadro Saturnu nie je hrudou kameňa a ľadu, ako si to vedci doposiaľ predstavovali. Namiesto toho je jadro rozptýlené, nasiaknuté obrovským množstvom vodíka a hélia. Je preto tak rozsiahle, že zaberá v priemere 70 tisíc kilometrov, čo je asi 60 percent priemeru planéty.

Tieto nové informácie by mohli planetárnym vedcom pomôcť lepšie pochopiť nielen to, ako sa v našej slnečnej sústave vytvorili obrovské planéty, ale aj podstatu takýchto svetov obiehajúcich okolo iných hviezd.  

Vedci z Caltechu preskúmali prstence obrovskej planéty, aby zistili štruktúru Saturnovho jadra. Rovnako ako zemetrasenia pomáhajú seizmológom skúmať vnútro Zeme, oscilácie vo vnútri Saturnu môžu odhaliť jeho vnútorné zloženie. Tieto oscilácie menia Saturnove gravitačné sily a indukujú vlny v prstencoch, najmä v prstenci C, ktorý je najbližšie k trom hlavným prstencom planéty.

Analýzou vlny v tomto prstenci spolu s údajmi o gravitačnom poli Saturnu z dnes už neexistujúcej sondy Cassini sa zistilo, že jadro má asi 17-krát viac hmoty zloženej z hornín a ľadu ako naša Zem. Je tu však primiešané aj také množstvo vodíka a hélia, že celkovo obsahuje 55 hmotností Zeme - čo je viac ako polovica hmotnosti Saturnu, kde celková hmotnosť tejto obrovskej planéty sa rovná 95 hmotnostiam Zeme.

Takto získavame nový spôsob pohľadu na obrie plynné planéty v našej slnečnej sústave. Tieto nové poznatky sú dôležité, pretože odrážajú naše chápanie tohto typu plynných gigantických exoplanét a naznačujú, že obrovské planéty v iných planetárnych sústavách majú pravdepodobne zložitejšie štruktúry, ako sme si mysleli.

Objav tiež poodhaľuje tajomstvo, ako sa formoval sám Saturn. Staršie teórie tvrdili, že plynný gigant, ako je Saturn, vzniká, keď sa kameň a ľad obiehajúci okolo Slnka začne spájať. Jemné plynné obálky okolo tzv. planetesimál umožňujú, aby ďalšie menšie či väčšie nabaľujúce sa časti klesali do stredu a vytvorili kompaktné jadro. No nové zistenia podľa spomínanej teórie sú, že jadro priťahuje veľa vodíka a hélia – zložky, ktoré tvoria väčšinu planéty. Aj keď tieto prvky na zemi poznáme v plynnom stave, na Saturne sú vďaka gravitácii tekuté.

Sú aj iné  teórie, ktoré hovoria o tom, že do jadier kamenných či ľadových častí sa dostalo veľa plynu, keď sa planéta formovala pred 4,6 miliardami rokov. Následne planéta hromadila ďalšiu hmotu, pričom pomer plynu stále rástol. Všetky teórie ale zachovávajú túto históriu formovania, pretože samotný stred planéty, ktorý predstavuje najstaršiu časť Saturnu, má najväčší podiel hornín a ľadu. Aby sa to potvrdilo, sú potrebné ďalšie analýzy vĺn v Saturnových prstencoch.

Typ oscilácie, ktorú vedci detegovali vo vnútri Saturnu, tiež naznačuje, že jadro je skôr stabilné než nejaká rozžeravená tekutina bublajúca ako vriaca voda na sporáku, čo je na druhej strane jeden z možných spôsobov, ako môže planéta prenášať teplo zo svojho vnútra smerom von. Stabilita jadra tak môže pomôcť vysvetliť dlhotrvajúcu hádanku, prečo Saturn vydáva viac energie, ako získa zo Slnka.