เป็นเวลาเกือบสี่สิบปีแล้วที่ รอบโลก 1 และ 2 ภารกิจเยี่ยมชมระบบดาวเสาร์ ในขณะที่ยานสำรวจบินผ่านยักษ์ก๊าซพวกมันก็สามารถจับภาพที่น่าทึ่งและมีความละเอียดสูงของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงจันทร์จำนวนมากและระบบวงแหวนที่เป็นสัญลักษณ์ของมัน นอกจากนี้ยานสำรวจยังเปิดเผยว่าดาวเสาร์สูญเสียวงแหวนอย่างช้าๆในอัตราที่จะเห็นพวกมันหายไปในเวลาประมาณ 100 ล้านปี
ไม่นานมานี้ แคสสินี ยานอวกาศเข้าเยี่ยมชมระบบดาวเสาร์และใช้เวลากว่า 12 ปีในการศึกษาดาวเคราะห์ดวงจันทร์และระบบวงแหวน และตามการวิจัยใหม่บนพื้นฐานของ แคสสินี ข้อมูลปรากฏว่าดาวเสาร์กำลังสูญเสียวงแหวนในอัตราสูงสุดตามที่คาดการณ์ไว้ ผู้เดินทาง ภารกิจ จากการศึกษาพบว่าวงแหวนของดาวเสาร์กำลังถูกกลืนกินโดยยักษ์แก๊สในอัตราที่หมายความว่าพวกมันสามารถหายไปได้ในเวลาไม่ถึง 100 ล้านปี
การศึกษาซึ่งเพิ่งปรากฏในวารสาร อิคารัส ถูกนำไปสู่ James O'Donoghue ของศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่าและรวมถึงสมาชิกจากห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนเจ็ตของนาซ่า, ศูนย์ฟิสิกส์อวกาศ, บริษัท วิจัยอวกาศ, มหาวิทยาลัยเลสเตอร์และมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน
ตามข้อมูลที่ได้รับโดย ผู้เดินทาง ยานสำรวจในปี 1980 และ 1981 อนุภาคน้ำแข็งจากวงแหวนของดาวเสาร์ถูกดึงเข้ามาโดยแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์หลังจากถูกขึ้นอยู่กับสนามแม่เหล็กของดาวเสาร์ซึ่งทำให้พวกมันกลายเป็น "วงแหวนฝน" ที่มีฝุ่นในชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์ แต่ดังที่ James Donahue ระบุไว้ในการแถลงข่าวของนาซ่าเมื่อเร็ว ๆ นี้สถานการณ์อาจเลวร้ายยิ่งกว่าที่สงสัยในตอนแรก:
"เราประเมินว่า" ฝนวงแหวน "นี้จะระบายผลิตภัณฑ์น้ำจำนวนหนึ่งที่สามารถเติมเต็มสระว่ายน้ำขนาดโอลิมปิกจากวงแหวนของดาวเสาร์ในครึ่งชั่วโมง จากระบบนี้เพียงอย่างเดียวระบบวงแหวนทั้งหมดจะหายไปใน 300 ล้านปี แต่เพิ่มไปยังยานอวกาศแคสสินีที่ตรวจพบวงแหวนซึ่งตรวจพบว่าตกอยู่ในเส้นศูนย์สูตรของดาวเสาร์และวงแหวนมีอายุน้อยกว่า 100 ล้านปี นี่ค่อนข้างสั้นเมื่อเทียบกับอายุของดาวเสาร์มากกว่า 4 พันล้านปี”
แคสสินี ศึกษาการสูญเสียวัสดุวงแหวนของดาวเสาร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแกรนด์ฟินาเล่ซึ่งยานอวกาศใช้เชื้อเพลิงที่เหลืออยู่ซึ่งมีวงโคจร 22 ดวงระหว่างดาวเสาร์และวงแหวน นี่เป็นความสำเร็จครั้งสำคัญเนื่องจากยานแคสสินีไปในที่ที่ไม่มียานอวกาศกล้าไปและไม่ได้ออกแบบมาเพื่อบินในสภาพแวดล้อมนี้
แต่ถึงอย่างไร, แคสสินี สามารถรับข้อมูลที่ยืนยันได้ว่า ผู้เดินทาง ยานสำรวจตั้งหลายสิบปีที่ผ่านมารวมทั้งตอบปริศนาโบราณเกี่ยวกับวงแหวนของดาวเสาร์ โดยพื้นฐานแล้วนักวิทยาศาสตร์สงสัยมานานแล้วว่าดาวเสาร์ก่อตัวขึ้นด้วยวงแหวนหรือได้มาในภายหลังในชีวิต การวิจัยใหม่นี้บ่งชี้ว่ามันน่าจะเป็นสถานการณ์หลังและดาวเสาร์ได้มาพวกมันค่อนข้างเร็ว ๆ นี้ในประวัติศาสตร์
จากการศึกษาของพวกเขา O'Donahue และเพื่อนร่วมงานของเขาคาดการณ์ว่าระบบวงแหวนของดาวเสาร์นั้นไม่น่าจะมีอายุมากกว่า 100 ล้านปีเพราะมันใช้เวลานานขนาดนั้นในการที่วงแหวน C จะเปลี่ยนจากความหนาแน่นเท่ากับวงแหวน B มันคือวันนี้ ในแง่นี้ O'Donoghue อธิบายว่ามนุษย์โชคดีที่ได้อยู่ในช่วงเวลาที่วงแหวนยังคงอยู่ที่นั่น:
“ เราโชคดีที่ได้อยู่ใกล้ ๆ เพื่อดูระบบวงแหวนของดาวเสาร์ซึ่งดูเหมือนจะอยู่ในช่วงกลางของชีวิต อย่างไรก็ตามถ้าวงแหวนชั่วคราวเราอาจพลาดที่จะเห็นระบบวงแหวนขนาดใหญ่ของจูปิเตอร์ยูเรนัสและเนปจูนซึ่งมีเพียงบางส่วนในวันนี้!
ดังที่ระบุไว้คำใบ้แรกของ "ฝนแหวน" มาจาก ผู้เดินทาง ภารกิจซึ่งเป็นผลมาจากการสังเกตสิ่งที่คิดว่าเป็นสามปรากฏการณ์ที่ไม่เกี่ยวข้อง สิ่งเหล่านี้รวมถึงการแปรปรวนในบรรยากาศรอบนอกของประจุไฟฟ้าของดาวเสาร์การแปรผันของความหนาแน่นในวงแหวนของดาวเสาร์และแถบสีดำแคบ ๆ ล้อมรอบละติจูดกลางตอนเหนือของดาวเคราะห์
ในปี 1986 Jack Connerney นักวิจัยจาก Goddard Space Center ของ NASA และผู้เขียนร่วมในการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้ตีพิมพ์รายงานการวิจัยที่เชื่อมโยงแถบมืดเหล่านี้กับรูปร่างของสนามแม่เหล็กของดาวเสาร์ โดยสรุปเขาเสนอว่าอนุภาคน้ำแข็งที่มีประจุไฟฟ้าจากวงแหวนของดาวเสาร์ไหลลงสนามแม่เหล็กที่มองไม่เห็นและถูกสะสมอยู่ในน้ำในบรรยากาศชั้นบนของดาวเสาร์
อนุภาคเหล่านี้อ้างอิงจากคอนแนร์นีย์ซึ่งเป็นประจุไฟฟ้าทั้งจากการแผ่รังสียูวีจากดวงอาทิตย์หรือจากพลาสมาพลาสมาที่เกิดจาก micrometeoroids ส่งผลให้วงแหวน เมื่อสิ่งนั้นเกิดขึ้นอนุภาคจะรู้สึกถึงแรงดึงของสนามแม่เหล็กของดาวเสาร์และจะถูกดึงด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์ตามแนวสนามที่จะสะสมไว้ในชั้นบรรยากาศ
อนุภาคน้ำแข็งเหล่านี้จะกลายเป็นไอและทำปฏิกิริยาทางเคมีกับไอโอโนสเฟียร์ของดาวเสาร์ซึ่งจะมีผลในการล้างหมอกควันในสตราโตสเฟียร์ พื้นที่เหล่านี้จะปรากฏในที่มืดกว่าในแสงสะท้อนดังนั้นการสร้างรูปลักษณ์ของแถบมืดในบรรยากาศของดาวเสาร์ ผลอีกประการหนึ่งคืออายุขัยที่เพิ่มขึ้นในอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าที่รู้จักกันในชื่อ H3 + ไอออน (ซึ่งประกอบด้วยโปรตอนสามตัวและการเลือกตั้งสองครั้ง)
การปรากฏตัวของไอออนเหล่านี้เป็นวิธีการของ Donoghue และทีมของเขาสามารถยืนยันทฤษฎีของ Connerney ได้ ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์ Keck ทีมสามารถสังเกตอิออนเหล่านี้ในซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้ด้วยวิธีส่องแสงในสเปกตรัมอินฟราเรด (ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับแสงแดด) แถบเหล่านี้ถูกพบในจุดที่เส้นสนามแม่เหล็กที่ตัดกันระนาบวงแหวนเข้าสู่โลก
จากนั้นพวกเขาวิเคราะห์แสงเพื่อกำหนดปริมาณน้ำฝนที่มีปฏิสัมพันธ์กับบรรยากาศรอบนอกของดาวเสาร์ซึ่งจะบ่งบอกว่าอนุภาคน้ำแข็งถูกดึงมาจากวงแหวนของดาวเสาร์มากแค่ไหน สิ่งที่พวกเขาพบคือว่ามันตรงกับค่าสูงที่ได้รับจาก Connerney และเพื่อนร่วมงานของเขาในการศึกษาของพวกเขา 1986
ทีมยังค้นพบวงดนตรีที่เปล่งประกายที่ละติจูดสูงขึ้นในซีกโลกใต้ซึ่งเกิดขึ้นเป็นจุดที่สนามแม่เหล็กของดาวเสาร์ตัดกับวงโคจรของเอนเซลาดัส บางครั้งนักดาราศาสตร์ทราบว่ากีย์เซอร์ที่ปะทุออกมาเป็นระยะจากภาคใต้ของเอนเซลาดัส (ซึ่งเป็นผลมาจากกิจกรรมทางธรณีวิทยาในการตกแต่งภายใน) เป็นผู้รับผิดชอบในการเติม E-ring ของดาวเสาร์
การค้นพบล่าสุดนี้จะบ่งบอกว่าอนุภาคน้ำแข็งบางส่วนที่เอนเซลาดัสเปล่งออกมากำลังตกลงสู่ดาวเสาร์เช่นกันซึ่งก่อให้เกิดแถบสีเข้มของดาวเคราะห์ด้วย ตามที่ Connerney ระบุ:
“ นั่นไม่น่าประหลาดใจเลย เราระบุเอนเซลาดัสและอีริงว่าเป็นแหล่งน้ำที่มีอยู่มากมายโดยใช้แถบสีดำแคบ ๆ ในรูปภาพของวอยเอเจอร์เก่า "
มองไปข้างหน้าทีมต้องการดูว่าฝนวงแหวนเปลี่ยนไปอย่างไรเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลบนดาวเสาร์ ระยะเวลาการโคจรของดาวเสาร์ซึ่งมีอายุ 29.4 ปีเป็นสาเหตุให้วงแหวนของมันสัมผัสกับองศาของแสงแดดที่แตกต่างกัน เนื่องจากการสัมผัสกับแสงยูวีจะทำให้เม็ดน้ำแข็งในวงแหวนและทำให้พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กของดาวเสาร์ระดับการเปิดรับแสงที่แตกต่างกันควรมีผลกระทบโดยตรงต่อปริมาณของแหวนฝนในชั้นบรรยากาศ
การค้นพบเหล่านี้ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องคิดใหม่เกี่ยวกับระบบดาวเสาร์เป็นสมมติฐานที่เพิ่งค้นพบล่าสุดที่มาจาก แคสสินี หน้าที่ แม้ว่ายานอวกาศจะสิ้นสุดภารกิจเมื่อสองปีก่อนโดยการชนเข้ากับบรรยากาศของดาวเสาร์ แต่ข้อมูลที่ส่งกลับมาก็ยังคงท้าทายทฤษฎีเก่า ๆ เกี่ยวกับดาวเสาร์ในขณะที่ยืนยันผู้อื่น
โปรดตรวจสอบภาพเคลื่อนไหวของวงแหวนที่หายไปของดาวเสาร์ซึ่งได้รับความอนุเคราะห์จาก NASA Goddard Space Center:
