Ilustrácia ako ióny vody prúdia z prstencov do atmosféry Saturna a znižujú jej jas. Kredit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/University of Leicester

Vedci zistili, že dážď elektricky nabitých molekúl vody, ktorý prší do atmosféry Saturna, prebieha v omnoho väčšom rozsahu ako sa pôvodne predpokladalo. Dážď ovplyvňuje zloženie a teplotu určitých častí vrchnej atmosféry Saturna, kde prudko znižuje hustotu elektrónov.

Vplyv prstencov na hustotu elektrónov je dôležitý, lebo vysvetľuje, prečo bola počas desiatok rokov v určitých saturnopisných šírkach pozorovaná neobyčajne nízka koncentrácia elektrónov. Výskum pomohol taktiež lepšie porozumieť pôvodu a evolúcii systému prstencov  a zmenám v atmosfére planéty.

Ukázalo sa, že hlavným pohonom prostredia a klímy ionosféry Saturna na veľkých častiach planéty sú častice  prúdiace z prstenca a výšky 60 000 km nad planétou. Častice ovplyvňujú zloženie ionosféry, ako aj jej chladnutie a ohrev.

Na začiatku 80-tych rokov pozorovali sondy Voyager na Saturne 2 až 3 tmavé pásy a vedci zvažovali možnosť, že z prstencov do týchto častí prší voda. Odvtedy sa nepozorovali, až kým neboli v roku 2011 vykonané infračervené pozorovania Keckovým ďalekohľadom (Mauna Kea, Havaj). Dali sa len ťažko rozlíšiť, lebo bolo treba hľadať nepatrné emisie z osvetlenej časti planéty. Bolo potrebné prístrojové vybavenie, ktoré dokáže rozlíšiť veľký rozsah intenzít osvetlenia.

Dážď sa prejavuje na ionosfére, kde nabité častice vznikajú, keď je inak neutrálna atmosféra vystavená toku častíc alebo slnečnému žiareniu. Keď vedci hľadali emisie molekuly vodíka pozostávajúcej z troch atómov (H3+), očakávali jej rovnomerné rozloženie na planéte. Namiesto toho pozorovali sériu tmavých a svetlých pásov. Oblasti zníženej emisie zodpovedajú na vodu bohatým častiam Saturnových prstencov a na druhú stranu oblasti z vysokou emisiou zodpovedajú medzerám v prstencoch.

Domnievali sa, že ióny vody z prstencov padali po magnetických siločiarach na planétu a boli neutralizované iónmi H3+. Preto v týchto miestach nebol pozorovaný infračervený svit. Spomínané oblasti pokrývajú 30 až 43 % plochy vrchnej atmosféry približne od 25° do 55° šírky. Je to podstatne väčšia plocha ako vyplývalo zo snímok sond Voyager.

Zem aj Jupiter majú oblasti okolo rovníka, ktoré žiaria rovnomerne. V prípade Saturna to však neplatí. Vedci pátrajú po tmavých oblastiach v atmosfére Saturna aj pomocou sondy Cassini. Ak budú úspešní, sonda umožní zistiť viac detailov o tom, ako voda vplýva na ionizované častice, napr. ako sa zmeny prejavujú s výškou, alebo počas dňa.



(zdroj:saturn.jpl.nasa.gov)