Dari siaran pers JPL:
Sebuah analisis baru berdasarkan data dari pesawat ruang angkasa Cassini NASA menemukan hubungan sebab akibat antara sinyal periodik misterius dari medan magnet Saturnus dan ledakan gas terionisasi panas, yang dikenal sebagai plasma, di sekitar planet ini.
Para ilmuwan telah menemukan bahwa awan plasma yang sangat besar mekar secara berkala di sekitar Saturnus dan bergerak di sekitar planet ini seperti beban cucian yang tidak seimbang pada siklus putaran. Pergerakan plasma panas ini menghasilkan “gedebuk” tanda tangan yang berulang dalam pengukuran lingkungan magnetik berputar Saturnus dan membantu menggambarkan mengapa para ilmuwan mengalami kesulitan mengukur panjang hari di Saturnus.
"Ini adalah terobosan yang mungkin mengarahkan kita pada asal mula periodikitas yang berubah secara misterius yang mengaburkan periode rotasi Saturnus yang sebenarnya," kata Pontus Brandt, penulis utama di kertas dan ilmuwan tim Cassini yang berbasis di Universitas Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins. Laboratorium di Laurel, Md. "Pertanyaan besar sekarang adalah mengapa ledakan ini terjadi secara berkala."
Data menunjukkan bagaimana injeksi plasma, arus listrik, dan medan magnet Saturnus - fenomena yang tidak terlihat oleh mata manusia - adalah mitra dalam koreografi yang rumit. Ledakan plasma berkala membentuk pulau-pulau tekanan yang berputar di sekitar Saturnus. Pulau-pulau tekanan "mengembang" medan magnet.
Animasi baru yang menunjukkan perilaku tertaut dapat dilihat di situs web Cassini.
Visualisasi ini menunjukkan bagaimana plasma panas yang tidak terlihat di magnetosfer Saturnus - gelembung magnet di sekitar planet ini - meledak dan mengubah garis medan magnet sebagai respons terhadap tekanan. Magnetosfer Saturnus bukanlah gelembung yang sempurna karena dihembuskan kembali oleh kekuatan angin matahari, yang mengandung partikel bermuatan yang mengalir dari matahari.
Kekuatan angin matahari membentang medan magnet sisi Saturnus yang menghadap jauh dari matahari menjadi magnetotail. Runtuhnya magnetotail tampaknya memulai proses yang menyebabkan semburan plasma panas, yang pada gilirannya mengembang medan magnet di magnetosfer bagian dalam.
Para ilmuwan masih menyelidiki apa yang menyebabkan magnetotail Saturnus runtuh, tetapi ada indikasi kuat bahwa plasma padat yang asalnya berasal dari bulan Saturnus, Enceladus, berotasi dengan Saturnus. Gaya sentrifugal meregangkan medan magnet sampai bagian ekornya terkunci kembali.
Plasma panas yang patah di sekitar Saturnus dan plasma yang dipanaskan menjadi terperangkap dalam medan magnet. Berputar di sekitar planet di kepulauan dengan kecepatan sekitar 100 kilometer per detik (200.000 mph). Dengan cara yang sama bahwa sistem tekanan tinggi dan rendah di Bumi menyebabkan angin, tekanan ruang yang tinggi menyebabkan arus listrik. Arus menyebabkan distorsi medan magnet.
Sinyal radio yang dikenal sebagai Radiasi Saturnus Kilometrik, yang telah digunakan para ilmuwan untuk memperkirakan lamanya satu hari di Saturnus, terkait erat dengan perilaku medan magnet Saturnus. Karena Saturnus tidak memiliki permukaan atau titik tetap untuk menentukan laju rotasinya, para ilmuwan menyimpulkan laju rotasi dari penentuan waktu puncak-puncak dalam jenis emisi radio ini, yang diasumsikan melonjak dengan setiap rotasi planet. Metode ini telah bekerja untuk Jupiter, tetapi sinyal Saturnus bervariasi. Pengukuran dari awal 1980-an yang diambil oleh pesawat ruang angkasa NASA Voyager, data yang diperoleh pada tahun 2000 oleh misi ESA / NASA Ulysses, dan data Cassini dari sekitar tahun 2003 hingga saat ini berbeda dengan tingkat yang kecil, tetapi signifikan. Akibatnya, para ilmuwan tidak yakin berapa lama hari Saturnus.
"Apa yang penting tentang pekerjaan baru ini adalah bahwa para ilmuwan mulai menggambarkan hubungan global dan kausal antara beberapa kekuatan tak kasat mata yang kompleks yang membentuk lingkungan Saturnus," kata Marcia Burton, ilmuwan investigasi medan dan partikel Cassini di Jet Propulsion Laboratory NASA. , Pasadena, California. “Hasil baru masih belum memberi kita panjang hari Saturnus, tetapi mereka memberi kita petunjuk penting untuk mulai mencari tahu. Panjang hari Saturnus, atau laju rotasi Saturnus, penting untuk menentukan sifat dasar Saturnus, seperti struktur interiornya dan kecepatan anginnya. "
Plasma tidak terlihat oleh mata manusia. Tetapi kamera ion dan netral pada instrumen pencitraan magnetosfer Cassini memberikan tampilan tiga dimensi dengan mendeteksi atom netral energik yang dipancarkan dari awan plasma di sekitar Saturnus. Atom netral energetik terbentuk ketika gas netral dan dingin bertabrakan dengan partikel bermuatan listrik dalam awan plasma. Partikel yang dihasilkan bermuatan netral, sehingga mereka dapat melarikan diri medan magnet dan memperbesar ke luar angkasa. Emisi partikel-partikel ini sering terjadi di medan magnet di sekitar planet.
Dengan merangkai bersama gambar yang diperoleh setiap setengah jam, para ilmuwan menghasilkan film plasma saat melayang di sekitar planet ini. Para ilmuwan menggunakan gambar-gambar ini untuk merekonstruksi tekanan 3-D yang dihasilkan oleh awan plasma, dan menambahkan hasil tersebut dengan tekanan plasma yang berasal dari spektrometer plasma Cassini. Setelah para ilmuwan memahami tekanan dan evolusinya, mereka dapat menghitung gangguan medan magnet terkait di sepanjang jalur penerbangan Cassini. Perturbasi medan yang dihitung cocok dengan medan magnet yang diamati “berdebar” dengan sempurna, mengkonfirmasikan sumber osilasi medan.
"Kita semua tahu bahwa perubahan periode rotasi telah diamati pada pulsar, jutaan tahun cahaya dari tata surya kita, dan sekarang kita menemukan bahwa fenomena serupa diamati di sini di Saturnus," kata Tom Krimigis, peneliti utama instrumen pencitraan magnetosfer , juga berbasis di Laboratorium Fisika Terapan dan Akademi Athena, Yunani. “Dengan instrumen tepat di tempat terjadinya, kita dapat mengatakan bahwa aliran plasma dan sistem arus kompleks dapat menutupi periode rotasi nyata dari tubuh pusat. Begitulah pengamatan di tata surya kita membantu kita memahami apa yang terlihat di objek astrofisika yang jauh. "
Sumber: JPL
