Astronomen hebben ontdekt dat de befaamde ringen van Saturnus niet zo rustig zijn als ze eruitzien. De ijzige ringdeeltjes regenen neer op Saturnus’ atmosfeer. En zo warmt het bovenste gedeelte op.
Planeet Saturnus staat bekend om zijn indrukwekkende ringen. De twaalf ringen bestaan uit miljarden kleine deeltjes die rond de gasreus draaien. Vanaf de aarde ziet het er vredig uit. Maar van dichterbij is het een ander verhaal. Het enorme ringsysteem van Saturnus blijkt namelijk de atmosfeer van de gasreus te bestoken met ijzige ringdeeltjes, waardoor het bovenste gedeelte opwarmt. Dit fenomeen is nog nooit eerder in het zonnestelsel gezien.
Ultraviolette straling
De onderzoekers komen tot deze conclusie nadat ze op een overvloedige hoeveelheid ultraviolette straling stuitten. Deze straling is als een spectraallijn van hete waterstof in de atmosfeer van Saturnus te zien. Dit geeft aan dat ‘iets’ de bovenste atmosfeer van de planeet van buitenaf vervuilt en verwarmt.
IJzige deeltjes
Wat dit ‘iets’ is? Het team overwoog meerdere opties. Zo zou de opwarming veroorzaakt kunnen worden door de inslag van micrometeorieten of een bombardement van zonnewinddeeltjes. Maar de meest waarschijnlijke verklaring is dat ijzige ringdeeltjes op de atmosfeer van Saturnus regenen, zo concluderen de onderzoekers in het Planetary Science Journal. Deze theorie wordt versterkt doordat NASA’s Cassini-sonde zich aan het einde van zijn missie in 2017 in de atmosfeer van de gasreus stortte. Het ruimtevaartuig mat vlak voor zijn dood nog de atmosferische bestanddelen, waaruit bleek dat er inderdaad veel deeltjes uit de ringen naar de gasreus toe vallen.
Onbekend fenomeen
Kortom, “alles wordt aangedreven door ringdeeltjes die op specifieke breedtegraden in de atmosfeer vallen,” zegt onderzoeksleider Lotfi Ben-Jaffel. “Ze veranderen de bovenste atmosfeer en wijzigen zo ook de samenstelling.” De ontdekking is bijzonder. Nog nooit is een dergelijk fenomeen namelijk eerder in ons zonnestelsel gezien. “Hoewel de langzame desintegratie van de ringen bekend is, is de invloed ervan op de atomaire waterstof van de planeet een verrassing,” aldus Ben-Jaffel. “Dankzij de Cassini-sonde wisten we al van de invloed van de ringen. We wisten echter niets over het atomaire waterstofgehalte.”
Vier missies
Het was overigens nog niet zo gemakkelijk om tot deze conclusie te komen. Daar was een verzameling van 40 jaar aan Saturnus-waarnemingen voor nodig, afkomstig van vier afzonderlijke missies. Allereerst bogen de onderzoekers zich over metingen van de twee Voyager-sondes die in de jaren tachtig langs Saturnus vlogen en al de overmaat aan UV-licht opmerkten. Destijds deden astronomen de metingen af als ruis in de detectoren. In 2004 arriveerde Cassini bij Saturnus die, gedurende meerdere jaren, tevens UV-gegevens verzamelde. Waarnemingen van ruimtetelescoop Hubble werden vervolgens gebruikt om al het bewijs samen te brengen. “Toen alles was gekalibreerd, zagen we duidelijk dat de UV-spectra van de vier missies in overeenstemming met elkaar zijn,” stelt Ben-Jaffel.
Lokaal
Door alle gegevens verzameld door verschillende missies bij elkaar te brengen en te kalibreren, ontdekten de onderzoekers dus dat er over een tijdspanne van zeker veertig jaar, geen verschil is in het niveau van UV-straling. Dit betekent dat de meerdere zonnecycli die de zon over diezelfde periode heeft doorlopen, niet van invloed kan zijn geweest. En dus moeten we de verklaring lokaler zoeken. “Het betekent dat de opwarming waarschijnlijk toe te schrijven valt aan de gestage ‘ijsregen’ afkomstig van de ringen van Saturnus,” concludeert Ben-Jaffel.
De onverwachte wisselwerking tussen Saturnus en zijn ringen zou mogelijk een handig hulpmiddel kunnen zijn om te bepalen of planeten rond andere sterren ook glorieuze, Saturnus-achtige ringen hebben. Dergelijke ringen van verre exoplaneten zijn lastig te herkennen, maar metingen van ultraviolet licht zou belangrijke aanwijzingen kunnen opleveren. “We willen nu kijken hoe we onze ontdekking kunnen toepassen op planeten die rond andere sterren draaien,” zegt Ben-Jaffel. “Noem het de zoektocht naar ‘exo-ringen’.”
