Tema

Starka kopplingar mellan Saturnus och dess ringar

Cassini hette den rymdfarkost som färdades genom Saturnus ringar i jakt på ny kunskap om planeten och dess atmosfär. Cassini kraschade in i Saturnus gasmassor i september i år. Nu kommer mätresultat från det svenskutvecklade mätinstrumentet som fanns ombord under farkostens drygt två decennier långa resa.

– De första resultaten är förvånande, säger Jan-Erik Wahlund vid Institutetet för rymdforskning (IRF) och huvudansvarig för Langmuirsonden på Cassini.

I april 2017 lade den amerikanska rymdstyrelsen NASA rymdfarkosten Cassini i en bana som förde den rakt igenom det lilla gapet som finns mellan den innersta synliga ringen (D-ringen) och samtidigt mycket nära planeten Saturnus, så nära att den passerade rakt igenom de övre delarna av Saturnus atmosfär.

Cassini gjorde 22 passager på detta sätt, och den 15 september sändes enligt plan Cassini sedan in i Saturnus gasmassor för att brinna upp. Under alla dessa passager gjordes detaljerade mätningar med de flesta av instrumenten ombord.

Nu börjar de vetenskapliga resultaten ta form, och det svenska instrumentets resultat är först ut i den välkända tidskriften Science. Instrumentet, en så kallad Langmuirsond, har utvecklats vid Institutet för rymdfysik i Uppsala.

Saturnus övre atmosfär är laddad och består av mestadels väte och vätejoner. Langmuirsonden kan liknas vid en väderstation för elektriskt laddad gas och mäter dess densitet, temperatur och hastighet. Den mäter också partiklars laddning och ger dessutom en grov uppfattning av gasens sammansättning.

Starka variationer i densitet tyder på att den elektrisk laddade delen av Saturnus atmosfär (den så kallade jonosfären) kopplar starkt till de synliga ringarna som består mestadels av ispartiklar som även de är elektriskt laddade.

”Det är som om de små ispartiklarna i D-ringen suger upp elektroner från jonosfären,” säger Jan-Erik Wahlund. ”Kopplingen leder till att elektriska gasflöden till och från ringarna längs med Saturnus magnetfält orskakar de starka variationerna i densitet.”

Dessutom visade det sig att Saturnus A- och B-ringar ger skugga från solens energirika ultravioletta strålning och skyddar atmosfären på södra halvklotet från att bli laddad. Det gjorde till exempel att radiostrålning från blixturladdningar djupare ned i atmosfären kunde passera upp i ”jonosfärhål” och bli upptäckta av radioantennerna på Cassini.

Drygt två decennier i rymden

Arbetet med instrumentet på Cassini började 1990, och nu har mätningar gjorts kring Saturnus och dess månar sedan år 2004. Med hjälp av dessa mätningar har forskarna upptäckt mekanismerna för den organiska dimma som omsluter den stora månen Titan, de har kartlagt laddat gas och stoft i Saturnus vidsträckta magnetosfär(magnetfält), och de har gjort mätningar i utblåsningsplymer vid den lilla ismånen Enceladus.

Artikeln:
In Situ Measurements of Saturn’s Ionosphere show it is Dynamic and Interacts with the Rings, J.-E. Wahlund et al., Science.

Kontakt:
Jan-Erik Wahlund, forskare vid Institutet för rymdfysik, jan-erik.wahlund@irfu.se, 018-471 5946
Rick McGregor, informationsansvarig vid Institutet för rymdfysik, 0980-79178, rick.mcgregor@irf.se

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Starka kopplingar mellan Saturnus och dess ringar

 lästid ~ 2 min