Amikor a Voyager szondák az 1980-as években ellátogattak a Szaturnusz közelébe, és méréseket végeztek az óriásbolygó rendszerén, beleértve a gyűrűket is, az eredményeik azt sugallták, hogy a gyűrűk jeges anyaga meglehetősen vészesen fogyatkozik. A Cassini űrszonda mérései, megfigyelései segítségével azóta sikerült sokkal többet megtudni a helyzetről, s ma már nyilvánvaló, hogy nem voltak túlzóak a Voyagerek mérései alapján becsült értékek. A Szaturnusz gyűrűiből félóránként annyi jégszemcse zuhan az óriásbolygó légkörébe, amivel meg lehetne tölteni egy olimpiai uszodát, s a gyűrűrendszer hátra lévő életét 292 millió évre becsülték. A szám nagynak tűnik, ám csak egy pillanat a bolygó teljes élettartamához viszonyítva.

Egy amerikai-angol kutatócsoport földi megfigyeléseket dolgozott fel, mégpedig a Keck teleszkóppal 2011-ben elvégzetteket, a fő kérdés persze az volt, hogy mikor is formálódhatott a gyűrűrendszer, együtt keletkezett a Szaturnusszal, vagy jóval később alakult ki? A kutatási eredmény az utóbbi választ erősítik, nagyon valószínű, hogy alig 100 millió évesek a gyűrűk, s ha ilyen rövidke csupán a gyűrűrendszer élettartama, akkor könnyen lehet, hogy a másik óriásbolygók esetében egyszerűen csak „rosszkor születtünk” ahhoz, hogy azok gyűrűit fénykorukban láthassuk. Mára a Jupiter, az Uránusz és a Neptunusz körüli gyűrűk csupán vékonyka sávok, össze sem lehet vetni őket a Szaturnusz komplex és igen impozáns rendszerével. Ha csak néhány százmillió évet élhet meg egy gyűrűrendszer, könnyen lehet, hogy korábban a másik bolygók körül is hasonlóan látványos és kiterjedt volt. A Szaturnusz gyűrűit valószínűleg korábban volt jeges holdjainak ütközése hozta létre, amelyek pályáját megzavarhatta valamely közelben elhaladó égitest gravitációs hatása.

Amikor a Voyagerek észlelték a Szaturnuszt, az első gyanús jelek, amelyekből a gyűrűből a bolygóra hulló „eső” lehetősége felmerült, látszólag egymástól független események voltak: fura változékonyság a bolygó ionoszférájában, sűrűség-váltakozások a gyűrűben, illetve három, a bolygót körbefogó sötét sáv a Szaturnusz sztratoszférájában, a bolygó északi, közepes szélességi övében. A Voyager által észlelt sávokat egy 1986-os tanulmány a bolygó mágneses erővonalaihoz kötötte, s feltételezte, hogy esetleg az erővonalak mentén a bolygóra érkező, elektromosan töltött gyűrű-részecskék révén alakultak ki. A gyűrűrendszer több méterestől a mikronos nagyságig változó szemcsékből áll, s ez utóbbiak jelentik a veszteség fő forrását. Az apró szemcsék elektromosan ütközésekor létrejövő plazmától. A töltött részecskékre már képes hatni a bolygó mágneses mezeje, s a szemcsék az erővonalak mentén mozgásba lendülnek a bolygó irányába. A töltöttség gyakorlatilag elbillenti azt az egyensúlyt, ami a részecskék keringésének sebessége és a bolygó tömegvonzása közt fennállt, s a gyűrűben tartotta korábban a szemcséket. A bolygó felső légkörét elérve e szemcsék elpárolognak, s a víztartalmuk reakciókba lép a légkörrel.

Honnan tudjuk mindezeket? A Keck távcsövével végzett megfigyelések során olyan, infravörös tartományú fénylést észleltek, amelyek eredetét e reakciókban kialakult pozitív hidrogénionokhoz kötik.
A számítások szerint másodpercenként 0,4-2,8 tonna víz jut így a gyűrűkből a bolygóra! A légkört mind az északi, mind a déli félteke egy-egy sávjában elérik így a szemcsék, ezeket a felvételeken jól látni lehetett. Viszont felfedeztek még egy sávot, amelyet az Enceladushoz kötnek: a déli féltekén, de jóval közelebb a pólushoz, a 62 déli szélességnél. A jeges holdból jól ismert gejzírek segítségével távozó anyag hasonló változásokon megy át, mint a gyűrű anyaga, s szintén a mágneses erővonalak segítségével kerülhet közel a bolygóhoz. Ezeket az eredményeket erősíti egy teljesen független vizsgálat is, amelyet a Cassini mérései alapján folytattak, így a most már három független eszközzel folytatott mérés eredményéből igen nagy valószínűséggel helyes adatok és következtetések születhettek.

Mivel a Szaturnusz gyűrűrendszere a 29,4 éves keringése során eltérő megvilágítást kap, így a szemcséket érő UV sugárzás is eltér, ennek következtében a bolygóra áramló részecskék is változó mennyiségben jelentkezhet. A Keck 2011-es megfigyeléseit szeretnék kiterjeszteni a keringés más időszakaira is, és a tapasztalható változások arányából tovább pontosítani az adatokat.

A kutatási eredmény az Icarus december 17-i számában látott napvilágot. Eredeti cikk pedig angol nyelven itt található.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)