Sayısız küçük parçacıktan oluşan ve Satürn ile onlarca uydusunun çekim kuvvetlerinin etkileşimiyle şeklini koruyan Güneş Sistemi’nin en görkemli halkaları, 100 milyon yıl sonra ortadan kaybolmuş olabilir. NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden James O’Donoghue, “Satürn’ün halkalarından her yarım saatte bir Olimpik yüzme havuzunu dolduracak kadar su içeren materyal yağdığını” belirtti. Bu hesaba göre, “halka yağmuru” yaklaşık 300 milyon yıl sonra halkaların tükenmesine yol açacak. Ancak Cassini uzay aracı tarafından Satürn’ün ekvatoruna yağan “halka materyalinin” miktarı, bu sürenin 100 milyondan daha az olacağına işaret etti. Satürn’ün 4 milyar yıldan yaşlı olduğu ele alındığında, halkaları için tanınan süre oldukça kısa kabul ediliyor.
Bilim insanları Satürn’ün halkaları ile oluştuğu veya halkaların daha sonra ortaya çıktığı konusunda hep kararsız kaldı. Icarus dergisinde bu ay yayımlanan araştırma ise ikinci senaryoyu öne çıkarıyor. Makalenin baş yazarı O’Donoghue, halkaların en fazla 100 milyon yıllık olabileceğini belirterek, “Ömrünün ortasında gibi görünen Satürn’ün halka sistemini görebildiğimiz için sanşlıyız. Eğer halka sistemlerinin geçici olduğunu ele alırsak, Jüpiter, Uranüs ve Neptün’ün dev halkalarını görme şansını kaçırmış olabiliriz. Bu gezegenlerde sadece ince bir halka kalmış durumda” ifadesini kullandı.
Satürn halkaları ile manyetik alan etkileşime giriyor
Satürn’ün halkalarının kökenleri hakkında farklı teoriler mevcut. Eğer halkalar sonradan oluşmuş ise Satürn’ün yörüngesindeki buzul uyduların asteroit veya kuyrukluyıldızların neden olduğu çekimsel güç ile çarpışması bundan sorumlu olabilir.
“Halka yağmuru” hakkında ilk öngörüler, Voyager uzay araçlarının elde ettiği verilere dayanıyor. Satürn’ün elektrik yüklü üst atmosferinde (iyonosfer) ve Satürn halkalarının yoğunluğunda ölçülen tuhaf değişimlerin yanı sıra gezegenin kuzey orta enlemlerinde üç dar kısa şerit gözlemlenmişti. Satürn’ün puslu üst atmosferinde beliren siyah şeritleri gösteren fotoğraflar Voyager 2 tarafından 1981’de çekilmişti.
NASA Goddard tarafından 1986’da yayımlanan bir araştırmada, dar siyah şeritlerin Satürn’ün devasa manyetik alanı ile ilişkisi olabileceği öne sürüldü. Satürn’ün halkalarındaki elektrik yüklü buz parçacıkları görünmez manyetik alanlar olarak akıyor ve su taşıdıkları Satürn’ün üst atmosferinde görünür hale geliyorlardı. Halkaların içinden yaşanan ve belli irtifalarda beliren akıntı, stratosferdeki pus tarafından temizleniyor ve yansıyan ışıkta karanlık belirmesine neden oluyordu. Nihayetinde, Voyayer 2 fotoğraflarında siyah şeritler görülüyordu.
Satürn’ün halkaları mikto ölçekteki taneciklerden boyutu birkaç metreye kadar ulaşabilen buz-su parçalarından oluşuyor. Küçük parçacıklar Güneş’ten yayılan morötesi ışınlar veya mikro meteroid bombardımanları ile oluşan plazma bulutları tarafından elektrikle yükleniyor. Bu durumlarda Satürn’ün manyetik alanı halkara doğru içeriye bükülüyor. Parçacıklar yüklü olduğu zaman halkaların bazı kısımların güç dengeleri belirgin şekilde değişebiliyor ve Satürn’ün çekim kuvveti bu parçacıkları manyetik alan ile beraber üst atmosfere doğru çekiyor.
Üst atmosfere ulaşan buz parçacıkları burada buharlaşıyor ve su iyonosfer ile kimyasal tepkimeye giriyor. Etkileşimin sonucunda H3+ iyonları (üç proton ve iki elektron içeriyorlar) olarak adlandırılan yüklü parçacıkların ömrü uzuyor. Güneş ışınları vurduğunda ise H3+ iyonları kızılötesi ışın ile parlıyor. O’Donoghue ve ekibi, Hawaii, Mauna Kea’da yer alan Keck teleskobu ile söz konusu parlamayı gözlemlemeyi başardı.
Enceladus’un su bacalarından Satürn’e yağmur yağıyor
Gözlemler, Satürn’ün kuzey ve güney yarımküresindeki parlamaların halka düzlemine giren manyetik alan çizgileri olduğunu ortaya çıkardı. Araştırmacılar halkadan gelen yağmurun miktarı ve iyonosfer üzerindeki etkisini ölçmek istediklerinde, 30 yıl önce yapılan araştırmada elde edilen sonuçlar ile şaşırtıcı bir benzerlik gördüler.
Araştırma ekibi aynı zamanda güney yarımkürenin yüksek enlemlerinde parlayan bir şerit tespit etti. Burası, Satürn’ün manyetik alanının Enceladus’un yörüngesi ile etkileşime girdiği nokta olarak belirdi. Aktif su bacalarına sahip olan Enceladus’tan püsküren materyalin de Satürn’ün üzerine yağdığı anlaşıldı.
Geophysical Research Letters dergisinde yayımlanan araştırmanın başını çeken Jack Connerney, “Bu büyük bir sürpriz olmadı… Voyager fotoğrafındaki dar siyah şeride dayanarak Enceladus ve E-halkasını bol su kaynakları olarak öngörmüştük” ifadesini kullandı.
Cassini uzay aracı tarafından ilk kez 2005 yılında gözlemlenen su bacalarının, uydunun yüzeyinin altında yer alan okyanus ile beslendiği neredeyse kesin. Enceladus, jeolojik hareketliliği ve içerdiği sıvı okyanus ile Dünya dışı yaşamın barınma olasılığı en yüksek yerlerden biri.
Bilim insanları halka yağmurlarının Satürn mevsimlerinde nasıl değiştiğini merak ediyor. Satürn, 29.4 yıl süren yörünge hareketinde Güneş ışınlarına farklı açıladan maruz kalıyor. Buz parçacıklarının iyonlaşmasını ve Satürn’ün manyetik alanı ile etkileşime girmesini sağlayan morötesi ışınların farklı miktarlarda olması, halka yağmurunun miktarını etkiliyor olabilir.