O conceito deste artista ilustra como cobrados fluxo de partículas de água na atmosfera de Saturno a partir de anéis do planeta, causando uma redução no brilho atmosférico. Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute / Universidade de Leicester > total da imagem e legenda

Um novo estudo acompanha a "chuva" de partículas de água carregadas na atmosfera de Saturno e encontra há mais dele e ele cai em áreas maiores do planeta do que se pensava anteriormente. O estudo, cujas observações foram financiados pela NASA e cuja análise foi liderada pela Universidade de Leicester, na Inglaterra, revela que a chuva influencia a composição e estrutura de temperatura de partes da atmosfera superior de Saturno. O trabalho aparece na edição desta semana da revista Nature.

"Saturno é o planeta primeiro a mostrar interação significativa entre sua atmosfera e sistema de anéis", disse James O'Donoghue, principal autor do estudo e pesquisador de pós-graduação em Leicester. "O principal efeito da chuva anel é que ele age para 'apagar' a ionosfera de Saturno. Em outras palavras, esta chuva reduz severamente a densidade de elétrons nas regiões em que se insere. "

O'Donoghue explica que o efeito do anel em densidades de elétrons é importante porque explica por que, por muitas décadas, as observações têm mostrado as densidades ser extraordinariamente baixo em determinadas latitudes em Saturno. O estudo também ajuda os cientistas a entender melhor a origem e evolução do sistema de anéis de Saturno e as mudanças na atmosfera do planeta.

"Acontece que um dos principais motores do ambiente ionosférico de Saturno e clima em vastas extensões do planeta são partículas do anel localizado a cerca de 36.000 milhas [60.000 km] em cima", afirmou Kevin Baines, um co-autor do trabalho, baseado em Jato da NASA Propulsion Laboratory, em Pasadena, Califórnia "As partículas do anel afetar tanto o que as espécies de partículas estão nesta parte da atmosfera e onde é quente ou fria."

No início de 1980, as imagens da sonda Voyager da NASA mostrou 2-3 faixas escuras em Saturno, e os cientistas teorizaram que a água poderia ter sido o banho para baixo essas bandas dos anéis. Essas bandas não foram vistos novamente até esta equipe observou o planeta em comprimentos de onda do infravermelho próximo com o Observatório WM Keck, em Mauna Kea, no Havaí, em abril de 2011. O efeito era difícil de discernir, porque envolve procurando uma emissão subtil de partes brilhantes de Saturno. É necessário um aparelho semelhante que no Keck, que podem dividir-se uma grande variedade de luz.

O efeito de chuva anel ocorre na ionosfera Saturn, onde as partículas carregadas são produzidos quando a atmosfera neutra de outro modo é exposta a um fluxo de partículas energéticas ou radiação solar. Quando os cientistas rastrearam o padrão de emissões de um íon de hidrogênio especial, com três prótons (hidrogênio triatômica), que esperavam ver um brilho de escala planetária uniforme infravermelho. O que eles observaram em vez disso foi uma série de faixas claras e escuras - com áreas de emissão reduzida correspondentes a água densa porções de anéis de Saturno e as áreas de alta emissão correspondente a falhas nos anéis.

Eles suspeitaram que as partículas de água carregadas de anéis do planeta estavam sendo atraídos para o planeta ao longo de linhas de campo magnético de Saturno e foram brilhantes neutralizar os íons de hidrogênio triatômica. Isso deixa grandes "sombras" em o que seria um brilho de escala planetária infravermelho. Estas sombras cobrir alguns de 30 por cento a 43 da superfície do planeta, a atmosfera superior de cerca de 25 a 55 graus de latitude. Esta é uma área significativamente maior do que o sugerido por imagens da missão Voyager da NASA.

Tanto a Terra e Júpiter têm uma região equatorial que brilha muito uniforme. Os cientistas esperavam que este padrão em Saturno, também, mas eles em vez vi diferenças dramáticas em diferentes latitudes.

"Onde Júpiter está brilhando uniformemente entre suas regiões equatoriais, Saturno tem faixas escuras onde a água está caindo, escurecimento da ionosfera", disse Tom Stallard, um papel de co-autor em Leicester. "Estamos também a tentar investigar esses recursos com um instrumento na nave espacial Cassini da NASA. Se formos bem sucedidos, a Cassini pode nos permitir ver com mais detalhes a maneira que a água é a remoção de partículas ionizadas, como as alterações na altitude ou efeitos que vêm com a hora do dia. "

Keck tempo de observação foi financiado pela NASA, com uma carta de apoio da missão Cassini para Saturno. A missão Cassini-Huygens é um projeto cooperativo da Nasa, da Agência Espacial Europeia ea Agência Espacial Italiana. A missão é gerida pelo JPL para a Ciência da NASA Mission Directorate, Washington. JPL é uma divisão do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, Califórnia