Teoreticky je stanovení délky dne na planetě zcela jednoduché - změřte, jak dlouho trvá, než se provede jedna plná rotace. To se u plynového obra Saturn ukázalo jako astronomická bolest hlavy.
Povrch planety je víceméně bezvýrazný, což znamená, že neexistují hory ani krátery, které by označovaly plnou rotaci, a Saturnovo magnetické pole je neobvyklé, což vědcům brání používat elektromagnetická měření k určení rotace. Vědci však pomocí údajů z kosmické sondy Cassini, která dosud nebyla zapomenuta, studovali ikonické prsteny planety, aby určili délku dne 10 hodin, 33 minut a 38 sekund.
Meghan Bartels na webu Space.com uvádí, že vědci použili systém prstenů planety, vyrobený z kosmického prachu, hornin a ledových částic, jako seismometr. Myšlenka byla poprvé navržena v roce 1982 a rozšířena v roce 1990, ale nemohla být vyzkoušena, dokud plavidlo Cassini nezačalo prozkoumávat prsteny zblízka. Teorie byla taková, že Saturnův vibrátor kmitá na frekvencích, které způsobují změny v jeho gravitačním poli. Vědci předpokládali, že částice v prstencích zaznamenají tyto drobné změny v tahu gravitace jako vlnový vzor, který by pak mohl být použit k určení, jak rychle se planeta otáčí.
"Vědci použili vlny prstenů k nahlédnutí do Saturnova interiéru a vyrazili tuto dlouho hledanou základní charakteristiku planety, " říká vědkyně projektu Cassini Linda Spilkerová v tiskové zprávě NASA. "A je to opravdu solidní výsledek." Kroužky držely odpověď. “
Když sondy Voyager prolétly kolem Saturn v letech 1980 a 1981, vědci použili hodnoty magnetického pole k odhadu délky dne 10 hodin, 39 minut a 23 sekund. Když Cassini dosáhl planety, použil také měření magnetického pole k odhadu délky dne a získal rozsah výsledků od 10 hodin a 36 minut do 10 hodin a 48 minut.
K nepatrným rozdílům dochází, protože Saturnovo magnetické pole je téměř dokonale vyrovnáno se svou rotační osou, na rozdíl od magnetických polí planet, jako jsou Země, Jupiter, Uran a Neptun, které jsou trochu šikmé. Když se kolem rotační osy otáčí mimo-kilterové magnetické pole, vytváří periodické rádiové signály, které lze použít k výpočtu jeho rotace. Ale Saturnova nejvyšší rotace nedává stejné signály, takže je obtížné získat přesnou dobu rotace.
Situace frustrovala astronomy po celá desetiletí. I když Cassini studoval Saturn na oběžné dráze déle než deset let, vědci stále nedokázali vyřešit hádanku o délce dne.
"Je to trochu trapné, " řekla Michele Dougherty, fyzikka z Imperial College London, která studuje Saturnovo magnetické pole, loni v říjnu vyprávěla Bartelsovi v jiném příběhu. "Byli jsme tam na oběžné dráze 13 let a stále nemůžeme říci, jak dlouhý je den na Saturn."
Nyní se vědci nemusí stydět, ale stále existuje prostor pro zlepšení. Bartels hlásí, že v posledním výpočtu je míra chyb a skutečná délka dne by mohla být o minutu až 52 sekund delší nebo až o 19 sekund kratší - i když je to velké zlepšení u předchozího 12minutového rozpětí chyb.
