I teorien er det ganske greit å bestemme lengden på en dag på en planet - bare måle hvor lang tid det tar å gjøre en full rotasjon. Å gjøre det med gassgiganten Saturn har imidlertid vist seg å være en astronomisk hodepine.
Overflaten på planeten er mer eller mindre prestasjonsløs, noe som betyr at det ikke er noen fjell eller kratre som markerer en full rotasjon, og Saturns magnetfelt er uvanlig, noe som forhindrer forskere fra å bruke elektromagnetiske målinger for å bestemme rotasjonen. Men ved hjelp av data fra det forsvunne Cassini-romfartøyet har forskere studert planetens ikoniske ringer for å bestemme en daglengde på 10 timer, 33 minutter og 38 sekunder, melder teamene i Astrophysical Journal .
Meghan Bartels på Space.com rapporterer at forskere brukte planetens system av ringer, laget av romstøv, bergarter og ispartikler, som et seismometer. Ideen ble først foreslått i 1982 og utvidet i 1990, men den kunne ikke testes før Cassini-håndverket begynte å utforske ringene på nært hold. Teorien var at det indre av Saturn vibrerer ved frekvenser som forårsaker variasjoner i gravitasjonsfeltet. Forskerne antok at partiklene i ringene skulle registrere de ørsmå endringene i taubåten som bølgemønster, som deretter kan brukes til å bestemme hvor raskt planeten roterer.
"Forskerne brukte bølger i ringene for å kikke inn i Saturns indre, og spratt ut dette ettertraktede, grunnleggende kjennetegnet ved planeten, " sier forsker Cassini-prosjektforsker Linda Spilker i en pressemelding fra NASA. “Og det er et veldig solid resultat. Ringene holdt svaret. ”
Da Voyager-probene fløy forbi Saturn i 1980 og 1981, brukte forskere magnetfeltavlesninger for å estimere en daglengde på 10 timer, 39 minutter og 23 sekunder. Da Cassini nådde planeten, brukte den også magnetiske feltmålinger for å estimere lengden på en dag, og fikk et resultatresultat fra 10 timer og 36 minutter til 10 timer og 48 minutter.
De små avvikene oppstår fordi Saturns magnetfelt er nesten perfekt i samsvar med sin rotasjonsakse, i motsetning til magnetfeltene til planeter som Jorden, Jupiter, Uranus og Neptun, som er litt skrå. Når et magnetisk felt uten kilter svinger rundt rotasjonsaksen, skaper det periodiske radiosignaler som kan brukes til å beregne rotasjonen. Men Saturns topplignende rotasjon gir ikke de samme signalene, noe som gjør det vanskelig å få en nøyaktig rotasjonstid.
Situasjonen frustrerte astronomene i flere tiår. Selv etter at Cassini studerte Saturn fra bane i over et tiår, kunne ikke forskere fortsatt løse dagslengden.
"Det er litt flaut, " fortalte Michele Dougherty, en fysiker ved Imperial College London som studerer Saturns magnetfelt, i en annen historie i oktober i fjor. "Vi var i bane der i 13 år, og vi kan fremdeles ikke si hvor lang dag på Saturn er."
Nå trenger ikke forskere å skamme seg, men det er fortsatt rom for forbedring. Bartels rapporterer at det er en feilmargin ved den siste beregningen, og den faktiske daglengden kan være mellom et minutt og 52 sekunder lenger eller opptil 19 sekunder kortere - selv om det er en enorm forbedring i forhold til den forrige 12-minutters feilmarginen.
