A Naprendszer legbonyolultabb bolygódíszei a Szaturnusz gyűrűi, emellett kozmikus ékkövek is, ismeretlen vörös anyag füzérjével díszítve, valamint az azokat formáló néhány trükkös, dinamikai erővel megspékelve.

A Cassini-szonda már 2004 júniusa óta vizsgálja a gázóriást. Ezen idő alatt a szonda nemcsak a Szaturnusz lenyűgöző gyűrűit vizsgálta, hanem atmoszféráját, holdjait és mágneses mezejét is, ami körülveszi. A hatéves, közeli megfigyelés során a Cassini felfedezéseit, valamint a bolygó megoldásra váró rejtélyeit két tanulmányban taglalják a kutatók a Science tudományos folyóirat március 19-i számában.

 Szaturnusz  és nagy kiterjedésű por gyűrűje

A Földről nézve a Szaturnusz gyűrűi lapos, stabil és ősi halónak tűnnek a bolygó körül, ám a Cassini megfigyelései azt mutatták, hogy egyáltalán nem erről van szó. A Cassininél a gyűrűk „nagyon szép, kartonpapírból kivágott képből valódi, háromdimenziós struktúrává váltak” – mondja Jeff Cuzzi, a szonda kutatója a NASA Ames Kutatóközpontjában. A 3D-s szerkezet pedig „nagyon mozgékony és változékony, ezért vigyázni kell vele” – tette hozzá.

A Cassini rávilágított, hogy a gyűrűk színük és összetételük alapján jellemezhetők. A kutatók régóta tudják, hogy a gyűrűkben lévő anyag 90 százaléka vízjég, ám a Cassini előtt „nem látták igazán tisztán, mennyire színesek” – mondja Cuzzi a Space.com-nak. A vízjég színét tekintve természetesen fehér, ám a Szaturnusz gyűrűi a Cassini vizsgálatakor vörösek voltak – az árnyalatot valamiféle ismeretlen szennyezőanyag okozza. A kutatók eredetileg azt hitték, hogy a vörös szín a külső Naprendszerből származó, néhány jeges objektumtól érkezik, melyek a bolygó felé tartottak, és széttépte őket a gázóriás gravitációs vonzása. „Ám a vörös lenyomat nem egyezik ezen potenciális forrással” – mondja Cuzzi.

Inkább azon vörös nyomokhoz hasonlít, melyek a Szaturnusz holdjaira jellemzőek, „de még annál is vörösebb” – mondja a kutató. A jelenlegi magyarázatok rozsdát, vagy a vízjéggel elegyedő apró szerves molekulákat ölelnek fel.

Durva és zűrzavaros gyűrűk

A Cassini azt is felfedte, hogy a Szaturnusz gyűrűi egyenetlen és zűrzavaros helyek, struktúrájukban zavarokkal, melyeket rejtélyes, gyorsan haladó objektumok, a holdak vonzása, illetve saját belső dinamikájuk okoz. Cuzzi azt mondta, „talán a legdrámaibb” zavar az F-gyűrűben figyelhető meg – e vékony szálak rendszere a fő gyűrűkön kívül fekszik. A Cassini megállapította, hogy kilométer nagyságú objektumok „szökellnek előre-hátra az F-gyűrűn keresztül”. Először csak nagyon haloványan észlelte az egyik objektumot, ám amikor újra megfigyelte a gyűrűn kívül, kiderült, hogy hosszú, üstökösszerű csóvája van. A következő megfigyelésre ismét a gyűrűn belül került sor, ahol a csóva még hosszabbnak tűnt, mielőtt az egész objektum teljesen eltűnt volna, valószínűleg azért, mert a törmeléket nagyon nehéz volt megkülönböztetni a gyűrű hátterétől.

A Szaturnusz F-gyűrűje vonzza a Prometheus holdat.

A kutatók észrevették, hogy az objektum „kiemelkedést” hoz létre az F-gyűrűben, és többtucatnyi ilyen nyomot észleltek, mely azt sugallja, hogy „több tucat vagy több száz ilyen objektum lehet, mely ugyanígy viselkedik, és előre-hátra szökell” a gyűrűn keresztül. Az azonban továbbra is rejtély, pontosan mik ezek az objektumok, és hogyan vetődnek ilyen erőszakosan ide-oda. A Cassini megfigyelte a gyűrűk és a szaturnuszi holdak kapcsolatának részleteit, valamint a gyűrűkben lévő csomókat, melyek a gyűrűk saját gravitációja miatt alakulnak ki. A gyűrűket formáló folyamatok jobb megismerése segíthet a bolygókutatóknak megérteni, hogyan születnek a planéták, mivel a Szaturnusz körüli gyűrűrendszer nagyon hasonlónak bizonyult azon gáz- és porkorongokhoz, melyek a csillagok körül alakulnak ki, és melyekről úgy hiszik, a bolygók születését segítik.

„Tehát van ez a hatalmas, dinamikus laboratórium, ahol a gyűrűk születnek, nekünk csak meg kell figyelnünk a folyamatokat, amik a szemünk előtt zajlanak le” – fogalmazott Cuzzi.

Úszás a vízben

A háttérben a Titán hold látszik. A Szaturnusz gyűrűi éppen árnyékba kerültek.

A Cassini megfigyelte a Szaturnusz magnetoszféráját is. A misszió előtt a kutatók úgy hitték, a bolygó magnetoszférájában főleg a Titánból származó nitrogén az uralkodó. Ám az űrszonda megfigyelései kimutatták, hogy a víz van túlsúlyban, melynek egy része az Enkeladusz felszínén lévő gejzírek vízgőzkilövelléseiből származik. Gombosi Tamás, a másik tanulmány szerzője, a Michigani Egyetem Cassini-kutatója szerint „az igazi hír, hogy a Szaturnusz űrkörnyezete vízben úszik”. A Cassini kimutatta, hogy „az Enkeladusz másodpercenként 100 kilogramm vízgőzt állít elő” – mondta.

A szonda a Szaturnusz villámló viharait is kileste, és elkészítette az első mozgófelvételt a sarki fényekről, valamint szokatlan, hatszög alakú viharokat kapott lencsevégre a planéta pólusainál, melyeket a kutatók még nem tudtak megmagyarázni. A Cassini azt is kimutatta, hogy a bolygó körül van egy hatalmas gyűrű is, mely a Föld–Hold távolság 12 és félszeresével rendelkezik és hatszor olyan vaskos.

A Szaturnuszon lévő sarki fény felvétele. (Fotók: NASA)

A Cassini-missziót 2017-ig meghosszabbították, mely több mint kétszerese annak az időtartamnak, amit eddig a szonda a bolygó körül töltött. A kutatók abban reménykednek, megfigyelései elősegítik, hogy megtalálják a válaszokat a Szaturnusz rejtélyeire, melyek némelyikét maga a szonda derítette fel. Különösen izgalmas lesz, hogy a Szaturnuszt még egy évadon át vizsgálhatják – a szaturnuszi év 30 földi éves – , és megfigyelhetik a gyűrűkben jelentkező változásokat, a bolygót magát és holdjait.