Yıllardır Satürn imkansızı yapıyormuş gibi görünüyordu: dev gezegen gizlice Olimpiyat sürat pateni denemelerine hazırlanıyormuşçasına dönüş hızını değiştiriyordu. Bu kafa karıştırıcı sonuç, bilim insanlarını muhtemelen sıfır yerçekiminde kafa kaşımaya itti. Şimdi, James Webb Uzay Teleskobu'nu (JWST) kullanan araştırmacılar gizemi nihayet çözdüklerini söylüyor ve suçlu, doğal olarak, muhteşem bir ışık gösterisi.

Journal of Geophysical Research: Space Physics'te yayımlanan yeni bulgular, Satürn'ün aurorasının, gezegenin nasıl ölçtüğünüze bağlı olarak farklı hızlarda dönüyormuş gibi görünmesine neden olabilecek ısı, rüzgar ve elektrik akımlarını içeren güçlü bir döngüyü yönlendirdiğini ortaya koyuyor. Bulmaca onlarca yıl öncesine dayanıyor ancak NASA'nın Cassini uzay aracının 2004'te Satürn'ün dönüş hızının kademeli olarak değiştiğini öne sürmesiyle yeniden ilgi gördü - bu, gezegenlerin kısa zaman dilimlerinde dönüş hızlarını değiştirmemesi nedeniyle açıklanması zor bir sonuçtu, tıpkı teyzenizin ananaslı pizza hakkındaki fikri gibi.

2021'de Northumbria Üniversitesi'nden Profesör Tom Stallard liderliğindeki bir ekip farklı bir açıklama önerdi: Satürn'ün dönüşü aslında değişmiyordu. Bunun yerine, gezegenin aurorasıyla bağlantılı elektrik sinyalleri, Satürn'ün üst atmosferindeki rüzgarlardan etkileniyor ve bilim insanlarının gezegenin dönüşünü tahmin etmek için kullandıkları auroral sinyali değiştiren elektrik akımları üretiyordu. Bu çalışma yanıltıcı ölçümleri açıklarken, büyük bir soru kaldı: Bu atmosferik rüzgarları ne yönlendiriyordu?

Araştırmak için Stallard ve meslektaşları James Webb Uzay Teleskobu'na yöneldi ve Satürn'ün kuzey auroral bölgesini tam bir Satürn günü boyunca sürekli gözlemledi. Ekip, Satürn'ün üst atmosferinde oluşan ve doğal bir sıcaklık göstergesi görevi gören trihidrojen katyonu olarak bilinen bir molekül tarafından yayılan kızılötesi ışığa odaklandı. Parıltısını analiz ederek, Satürn'ün auroral bölgesindeki sıcaklıkların ve yüklü parçacık yoğunluklarının şimdiye kadarki en ayrıntılı haritalarını oluşturdular. Doğruluktaki iyileşme çarpıcıydı: daha önceki ölçümler yaklaşık 50 santigrat derecelik belirsizlikler taşırken, JWST'nin gözlemleri yaklaşık on kat daha hassastı ve bilim insanlarının ilk kez yerel ısınma ve soğuma modellerini tanımlamasına olanak sağladı.

Yeni veriler, on yıldan uzun süre önce geliştirilen bilgisayar modellerinden gelen tahminlerle yakından eşleşti. Ancak modeller yalnızca atmosferik ısınmanın kaynağı, en güçlü auroral parçacıkların Satürn'ün atmosferine girdiği yerde bulunuyorsa işe yaradı. Sonuçlar, Satürn'ün aurorasının göz kamaştırıcı bir ışık gösterisi yapmaktan çok daha fazlasını yaptığını gösteriyor - esasen bir gezegensel ısı pompası. Aurora tarafından biriken enerji, atmosferin belirli bölgelerini ısıtarak rüzgarlar oluşturuyor ve bu da elektrik akımları yaratıyor. Bu akımlar, atmosferi ısıtmaya devam eden ve tüm döngüyü sürdüren auroranın kendisine güç sağlamaya yardımcı oluyor.

Baş araştırmacı Profesör Tom Stallard şunları söyledi: "Gördüğümüz şey aslında bir gezegensel ısı pompası. Satürn'ün aurorası atmosferini ısıtıyor, atmosfer rüzgarları yönlendiriyor, rüzgarlar auroraya güç veren akımları üretiyor ve bu böyle devam ediyor. Sistem kendini besliyor." JWST sayesinde mümkün olan bu yeni gözlemlerin, nihayet bilim insanlarını onlarca yıldır şaşırtan bir gizemi çözmek için gereken kanıtı sağladığını ekledi.

Keşif, tek bir gezegenin çok ötesinde bir öneme sahip olabilir. Araştırmacılar, Satürn'ün atmosferi ve manyetosferi - gezegenin manyetik alanı tarafından şekillendirilen geniş uzay bölgesi - arasında yakın bir bağlantı olduğuna dair kanıt buldular; atmosferdeki aktivite manyetosferdeki koşulları etkilerken, manyetosfer atmosfere enerji geri besliyor. Bu devam eden alışveriş, sürecin neden uzun süreler boyunca istikrarlı kaldığını açıklamaya yardımcı olabilir - ve araştırmacılara göre, benzer etkileşimler diğer gezegenlerde de meydana gelebilir. "Bir gezegenin atmosferik koşulları, dışarıya akımlar yönlendirebiliyorsa...