Μυστήριο η περιστροφή του Κρόνου

Από την ιστοσελίδα Cassini της NASA, 29 Ιουνίου 2004

Υπάρχει μια απλή ερώτηση: πόσο κρατάει μια μέρα στον Κρόνο; Η απάντηση, είναι πολύ σύνθετη. Πρόσφατα το Cassini μέτρησε τη διάρκεια της ημέρας του και την υπολόγισε λίγο πιο πάνω από 10 ώρες και 45 λεπτά, αλλά ο χρόνος αυτός είναι 6 λεπτά μεγαλύτερος από όσο είχε μετρήσει το διαστημικό σκάφος Voyager.

Εάν η μέτρηση είναι σωστή, ο Κρόνος έχει επιβραδυνθεί κατά 1% σε 23 χρόνια μόνο. Το μήκος της ημέρας μετριέται συνήθως με ένα ραδιοτηλεσκόπιο, παρατηρώντας πως κινείται το μαγνητικό πεδίο. Με τον Κρόνο, εντούτοις, μοιάζει σαν ο πλανήτης να μην είναι συνδεδεμένος με το μαγνητικό πεδίο του, το οποίο μπορεί να γλιστράει στα διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη.

Μόλις πλησίασε τον Κρόνο το διαστημικό σκάφος Cassini, τα στοιχεία που πήρε προκαλούν μια αινιγματική ερώτηση: Πόσο κρατάει μια μέρα στον Κρόνο;

Το Cassini πήρε τις πιο αξιόπιστες μετρήσεις με τη βοήθεια του ρυθμού των φυσικών ραδιοσημάτων που έρχονται από τον πλανήτη. Τα αποτελέσματα δίνουν 10 ώρες, 45 λεπτά, 45 δευτερόλεπτα (συν ή πλην 36 δευτερόλεπτα) για τη διάρκεια της μέρας του Κρόνου. Κι εδώ είναι ο γρίφος: Ο χρόνος αυτός είναι περίπου 6 λεπτά, ή 1%, περισσότερο από την περίοδο που μέτρησε το Voyager 1 και 2, τα οποία πέταξαν πάνω από τον Κρόνο το 1980 και 1981.

Οι επιστήμονες της αποστολής Cassini δεν αμφισβητούν τις προσεκτικές μετρήσεις των Voyager. Και σίγουρα δεν σκέφτονται ότι ο πλανήτης περιστρέφεται πολύ πιο αργά από όσο πριν δύο δεκαετίες. Αντ' αυτού, ψάχνουν για μια εξήγηση βασισμένη σε κάποια μεταβλητότητα. Στο πώς δηλαδή η περιστροφή βαθιά στο εσωτερικό του Κρόνου  επιδράει στο ραδιοπαλμό.

Οι ραδιοήχοι της περιστροφής του Κρόνου, που είναι επίσης οι πρώτοι ήχοι από τον Κρόνο που μελετήθηκαν από το Cassini, είναι σαν τον κτύπο της καρδιάς και μπορούν να ακουστούν (ιστοσελίδα http://www.jpl.nasa.gov/videos/cassini/0604/ και http://www-pw.physics.uiowa.edu/space-audio)

"Ο τρόπος αυτός της μέτρησης της περιόδου περιστροφής, με την περιστροφική διαμόρφωση των ραδιοεκπομπών, για απόμακρα αστρονομικά αντικείμενα χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό και δίνει πολύ ακριβείς μετρήσεις", λέει ο Δρ Don Gurnett, κύριος υπεύθυνος για τα ανάλογα όργανα του Cassini και του πανεπιστημίου της Iowa. "Η τεχνική αυτή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για τους γιγάντιους πλανήτες αερίου, όπως είναι ο Δίας και ο Κρόνος, οι οποίοι δεν έχουν καμία επιφάνεια και καλύπτονται από σύννεφα, που εμποδίζουν να γίνουν άμεσες οπτικές μετρήσεις".

Η πρώτη νύξη ότι κάτι περίεργο συμβαίνει με αυτόν τον τρόπο μέτρησης της περιόδου στον Κρόνο ήταν το 1997, όταν ένας ερευνητής από το Παρατηρητήριο του Παρισιού ανέφερε ότι η περίοδος περιστροφής του Κρόνου με τη βοήθεια ραδιοσημάτων διέφερε ουσιαστικά από τη μέτρηση του Voyager.

Ο Gurnett δεν θεωρεί ότι υπάρχουν τέτοιες διαδικασίας στον Κρόνο που θα τον ανάγκαζαν να επιβραδύνεται. Αλλά θεωρεί πιθανό να υπάρχει κάποια ολίσθηση μεταξύ του εσωτερικού βαθιά στον πλανήτη και του μαγνητικού του πεδίου, που ελέγχει τα φορτισμένα σωματίδια, υπεύθυνα για τη ραδιοεκπομπή. Και προτείνει σαν λύση ότι ο περιστροφικός άξονας του Κρόνου είναι σχεδόν ίδιος με το μαγνητικό άξονά του. Στον Δία, που διαφέρει ο μαγνητικός του άξονας με τον περιστροφικό, δεν παρουσιάζεται καμία συγκρίσιμη διαφορά στην περίοδο περιστροφής του βασισμένη στα ραδιοκύματα.

"Η ανακάλυψη αυτή είναι πολύ σημαντική. Δείχνει ότι η ιδέα ενός άκαμπτα περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου είναι λάθος", ανέφερε ο Δρ Alex Dessler, του πανεπιστημίου της Αριζόνα στο Tucson. Έτσι, τα μαγνητικά πεδία των γιγάντιων αέριων πλανητών μπορούν να μοιάζουν με αυτό του ήλιου. Το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου δεν περιστρέφεται ομοιόμορφα. Αλλά η περίοδος περιστροφής του ποικίλλει ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος. "Το μαγνητικό πεδίο του Κρόνου έχει περισσότερα κοινά με τον ήλιο παρά με τη Γη. Η μέτρηση μπορεί να ερμηνευθεί ότι το μέρος του μαγνητικού πεδίου του Κρόνου, που ελέγχει τις ραδιοεκπομπές, έχει μετακινηθεί προς ένα υψηλότερο γεωγραφικό πλάτος κατά τη διάρκεια των τελευταίων δύο δεκαετιών", λέει ο Dressler.

Ο Gurnett πιστεύει ότι τα προσεχή τέσσερα χρόνια, που ο Cassini θα είναι σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο,  θα μπορούν να ελέγξουν οι επιστήμονες τις μακροπρόθεσμες μεταβολές στην περίοδο, καθώς επίσης και να ερευνήσουν την περίοδο με άλλες τεχνικές".

Φτάνει στον Κρόνο

Έπειτα από επτά χρόνια ταξίδι, το διαστημικό σκάφος Cassini αναμένεται να περάσει τη Πέμπτη ανάμεσα από δύο δακτυλίους του Κρόνου (στις 03:47 ώρα Ελλάδας) και να εισέλθει σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη για να μελετήσει, τα επόμενα τέσσερα χρόνια, τόσο τον ίδιο όσο και τα άγνωστα φεγγάρια του.

Προκειμένου να προστατευτεί από τα κομμάτια πάγου και βράχων που περιφέρονται γύρω από τον πλανήτη, θα χρησιμοποιήσει ως ασπίδα την μεγάλη βασική κεραία του.

Στις 04:12 το σκάφος θα πυροδοτήσει τους πυραύλους πέδησης για 96 λεπτά και θα επιβραδυνθεί ώστε να συλληφθεί από το βαρυτικό πεδίο του Κρόνου και να τεθεί σε ελλειπτική τροχιά γύρω του.

Όλη αυτή την ώρα το κέντρο ελέγχου της αποστολής στο Εργαστήριο Αεριώθησης (JPL) της NASA δεν θα έχει καμία δυνατότητα επέμβασης, καθώς το σήμα θα χρειάζεται πάνω από μια ώρα για να ταξιδέψει από τη Γη στον Κρόνο. Αν κάτι πάει στραβά, το Cassini θα χαθεί στο Διάστημα.

Οι πρώτες εικόνες θα φτάσουν στη Γη περίπου στις 16:30 ώρα Ελλάδας.

Συνολικά, το Cassini θα ολοκληρώσει 76 περιφορές γύρω από τον Κρόνο και θα πραγματοποιήσει 51 κοντινά περάσματα σε επτά από τα 31 γνωστά φεγγάρια του. Το σκάφος θα περάσει 45 φορές από τον Τιτάνα, σε απόσταση μόλις 950 χιλιομέτρων, προκειμένου να χαρτογραφήσει την επιφάνειά του με ραντάρ και κάμερες με πολωτικά φίλτρα.

Η μελέτη του Κρόνου και των υλικών των δαχτυλιδιών του θεωρείται ότι θα προσφέρει σημαντικά στοιχεία για τον σχηματισμό του Ηλιακού μας Συστήματος. Μεγάλο μέρος της εξερεύνησης θα διοχετευτεί στον Τιτάνα, τον μεγαλύτερο από τους 31 γνωστούς δορυφόρους του Κρόνου.

Τον Δεκέμβριο το Cassini θα απελευθερώσει μια ερευνητική διαστημοσυσκευή, Ηuygens, η οποία θα πέσει με αλεξίπτωτο στην πυκνή πορτοκαλί ατμόσφαιρα του φεγγαριού, προκειμένου να διαπιστωθεί αν, πράγματι, η επιφάνειά του καλύπτεται από ωκεανούς μεθανίου.