การวิเคราะห์ข้อมูลใหม่ของ Cassini อาจทำให้กระจ่างถึงที่มาของสายพานขนาดใหญ่“ฝนวงแหวน” ของวัตถุที่ตกลงมาจากวงแหวนของดาวเสาร์สู่ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นั้นเป็นฝนที่ตกลงมาอย่างหนักและปนเปื้อนมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คิด
นักดาราศาสตร์สงสัยมานานหลายทศวรรษแล้วว่าวงแหวนของดาวเสาร์ทำดาวเคราะห์ด้วยเม็ดน้ำแข็ง แต่การสังเกตการณ์ขั้นสุดท้ายจากยานอวกาศแคสสินีของ NASA ได้ให้มุมมองที่มีรายละเอียดเป็นครั้งแรกของฝนฟ้าคะนองเหล่านี้( SN : 4/14/18, p. 6 ) . ฝนวงแหวนมีสารอินทรีย์และโมเลกุลอื่นๆ ปนเปื้อนอย่างมาก และทุบดาวเสาร์ด้วยความเร็วหลายพันกิโลกรัมต่อวินาที นักวิจัยรายงานใน 5 ต.ค. วิทยาศาสตร์ การทำความเข้าใจปริมาณและคุณภาพที่น่าประหลาดใจของฝนสามารถช่วยชี้แจงที่มาและวิวัฒนาการของวงแหวนของดาวเสาร์ได้
นักวิจัยวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมโดย Ion Neutral Mass Spectrometer ของ Cassini
ในระหว่างการโคจรไม่กี่รอบสุดท้ายของยานอวกาศในปี 2017ขณะที่มันแล่นผ่านช่องว่างระหว่างดาวเสาร์กับวงแหวนในสุดของมัน ที่รู้จักกันในชื่อ D ring ( SN Online: 9/15/17 ) น้ำประกอบขึ้นเพียงประมาณ 24 เปอร์เซ็นต์ของวัสดุที่ร่วงลงมาจากระบบวงแหวนของดาวเสาร์สู่ชั้นบรรยากาศ ส่วนที่เหลือเป็นก๊าซมีเทน คาร์บอนมอนอกไซด์ ไดไนโตรเจน แอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ และชิ้นส่วนของอนุภาคนาโนอินทรีย์
องค์ประกอบทางเคมีที่หลากหลายของฝนวงแหวน “เป็นเรื่องน่าประหลาดใจอย่างยิ่ง” เนื่องจากการสังเกตการณ์ระยะไกลแสดงให้เห็นว่าระบบวงแหวนของดาวเสาร์โดยรวมแล้วเป็นน้ำแข็งเกือบทั้งหมด” ลินดา สปิลเกอร์ นักวิทยาศาสตร์โครงการของ Cassini จากห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นของ NASA ในเมืองพาซาดีนา รัฐแคลิฟอร์เนีย กล่าว ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษา นักวิจัยไม่แน่ใจว่าทำไมฝนวงแหวนถึงขาดน้ำ
ผู้เขียนร่วมการศึกษา Jeff Cuzzi นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่ศูนย์วิจัย Ames ของ NASA ใน Moffett Field รัฐแคลิฟอร์เนียกล่าวว่าแถบรังสีที่ซุกอยู่ในวงแหวนของดาวเสาร์อาจเป็นตัวกำหนด นอกจากนี้ การสังเกตการสิ้นสุดชีวิตของ Cassini ยังให้มุมมองระยะใกล้ของกลุ่มพลังงานนี้ โปรตอนที่อธิบายไว้ในการศึกษา อื่นใน 5 ต.ค. วิทยาศาสตร์ การแผ่รังสีพลังงานสูงของสายพานอาจทำลายน้ำส่วนใหญ่ในวงแหวน D ใกล้กับดาวเสาร์ จนเหลือวัสดุที่หนักกว่า เช่น สารประกอบอินทรีย์ Cuzzi คาดเดา
ไม่ว่าจะเกิดจากสาเหตุใด องค์ประกอบแปลกประหลาดของฝนวงแหวนอาจเปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับปริมาณคาร์บอนและไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์ Hunter Waite นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่สถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ในซานอันโตนิโอและผู้เขียนร่วมของการศึกษาฝนวงแหวนกล่าว สันนิษฐานว่าองค์ประกอบทางเคมีของดาวเสาร์อาจเป็น “เพียงแผ่นไม้อัด” ที่สร้างขึ้นโดยวัสดุที่ตกลงมาเพื่อปิดบังองค์ประกอบที่แท้จริงของยักษ์ก๊าซ เขากล่าว
นอกจากเคมีของฝนวงแหวนแล้ว การสังเกตการณ์ของ Cassini ยังเผยให้เห็นว่าสารนี้ตกลงสู่ชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์ได้เร็วเพียงใด: ระหว่าง 4,800 ถึง 45,000 กิโลกรัมต่อวินาที
“มันเป็นแค่มวลมหาศาลที่ไหลเข้าสู่โลก” Cuzzi กล่าว
วงแหวนของดาวเสาร์อาจไม่สามารถรองรับปริมาณน้ำฝนได้ตลอดช่วงประวัติศาสตร์ของดาวเคราะห์ เขากล่าว หากเป็นกรณีนี้ วงแหวน D ขนาดเล็กที่มีหนามแหลมจะสึกกร่อนไปนานแล้ว แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ดาวหางหรือวัตถุอันธพาลอาจกระทบระบบวงแหวนของดาวเสาร์ ทำให้เมล็ดพืชหลุดออกจากวงโคจรตามปกติ และทำให้พวกเขาเสี่ยงต่อแรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์มากขึ้น
แต่ถ้าน้ำท่วมในปัจจุบันเป็นอัตราปกติของฝนวงแหวนของดาวเสาร์ บางทีวงแหวน D อาจดูดวัสดุจากวงแหวนรอบนอกของดาวเสาร์อย่างต่อเนื่อง Kelly Miller นักจักรวาลวิทยาจากสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้และผู้เขียนร่วมในการศึกษาฝนวงแหวนกล่าว
ลักษณะที่แน่นอนของความสัมพันธ์ของดาวเสาร์กับวงแหวนของมัน “ยังคงเป็นปริศนา” สปิลเกอร์กล่าว แต่การสร้างแบบจำลองทางทฤษฎีที่มีรายละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างชั้นบรรยากาศและวงแหวนของดาวเคราะห์ และการทดสอบทฤษฎีเหล่านี้กับข้อมูลที่รวบรวมโดย Cassini สามารถช่วยเติมเต็มภาพได้
งานดังกล่าวอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจได้ดีขึ้นไม่เพียงแค่ดาวเสาร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงดาวเคราะห์ที่มีวงแหวนที่อาจโคจรรอบดาวดวงอื่นในจักรวาลอีกด้วย
อย่างไรก็ตาม ในบทความในวันที่ 4 เมษายนNatureเจมส์ อาร์. รีฟส์จากมหาวิทยาลัยเลสเตอร์ในอังกฤษและเพื่อนร่วมงานของเขาได้ข้อสรุปที่ต่างออกไป ข้อโต้แย้งของพวกเขาอยู่บนพื้นฐานของการวิเคราะห์รังสีเอกซ์สายหลังของการระเบิดของรังสีแกมมาซึ่งบันทึกเมื่อวันที่ 11 ธันวาคม พ.ศ. 2544 และขนานนามว่า GRB 011211
รีฟส์และผู้ร่วมงานของเขาได้ศึกษาสเปกตรัมของการเรืองแสงวาบด้วยกล้องโทรทรรศน์ X-Ray Multi-Mirror-Newton ขององค์การอวกาศยุโรป พบว่ามีแมกนีเซียม กำมะถัน ซิลิคอน อาร์กอน และแคลเซียม ธาตุหนักเหล่านี้ผลิตโดยนิวเคลียร์ฟิวชันภายในแกนกลางของดาวฤกษ์ และพุ่งเข้าสู่อวกาศโดยการระเบิดของซุปเปอร์โนวา ทีมงานของ Reeve ประมาณการว่าเปลือกวัสดุที่ร้อนและขับเคลื่อนด้วยซุปเปอร์โนวาซึ่งมีองค์ประกอบเหล่านี้กำลังขยายตัวสู่อวกาศด้วยความเร็วหนึ่งในสิบของแสง
