Co všechno nám přinesla saturnská mise sondy Cassini?

AKTUALIZOVÁNO VIDEO (aktualizováno: 15. 9. 2017 16:30) - Vesmír autor: Ladislav Loukota

Při řízeném sestupu v horních vrstvách atmosféry Saturnu zanikla sonda Cassini. Skončila tím její dvacetiletá mise, která vydatně rozšířila naše poznatky o šesté planetě sluneční soustavy. Cassini nám osvětlila především mechanismy saturnské atmosféry a potvrdila očekávání kolem Titanu, nejvýrazněji však pomohla rovněž hledání podzemních mimozemských oceánů – a možná nás tak přiblížila k nalezení mimozemského života. Vybrali jsme pět nejvýznamnějších vědeckých objevů mise.

5. Přistání na Titanu

Je to skoro už 13 let, co se do atmosféry Titanu, jednoho z největších měsíců sluneční soustavy a jednoho z mála s vlastní atmosférou, snesla evropská sonda Huygens. Potvrdila tu celou řadu našich předpokladů o tělesu, které na povrchu hostí velké množství kapalin - ani vědci však nečekali, že tu skutečně najdou prostředí tak podobné procesům na Zemi.

Na Titanu sice vládnou teploty −179 °C, takže na jeho povrchu netečou jezera z vody, ale z metanu. Jinak však disponuje nápadně podobnými jevy, jako je déšť, vulkanismus (s předponou kryo-), eroze nebo třeba roční období. Svým způsobem je Titan největším dvojčetem Země ve sluneční soustavě, a jeho zkoumání nám tak při studování geologie a klimatu Země dává alespoň částečnou možnost srovnání podobných procesů jinde.

4. Magnetosféra Saturnu jako transportér kyslíku

Magnetosféra Saturnu je plná nabitých atomů kyslíku – to se tušilo již z pozorování Hubbleova teleskopu od 90. let. Cassini poprvé přímo detekovala přítomnost kyslíku v meziplanetárním prostředí – ve velmi malé koncentraci – již při svém přibližování k Saturnu v roce 2004. Vědci však tehdy neměli ponětí, odkud se plyn může brát.

Původně si vědci mysleli, že zdrojem kyslíku by mohly být prstence. Pozdější odhalení vodních výtrysků z měsíce Enceladus (k nimž se dostaneme ještě níže) ale na celou záležitost uvrhlo jasnější světlo. Vodní výpary vyvržené vysoko nad měsíc jsou slunečním světlem rozloženy na vodík a kyslík, přičemž právě druhý jmenovaný prvek se následně šíří magnetosférou Saturnu i k jiným měsícům. Metoda by mimo jiné mohla v budoucnu napomoct detekcím jiných světů s podpovrchovou vodou obíhajícím plynné obry – třeba i v případě exoplanet.

3. Prozkoumání šestiúhelníkové bouře na severním pólu

Již delší dobu vědci věděli o velmi netradiční bouři zuřící na severním pólu Saturnu. Zatímco většina atmosférických bouří od hurikánu Irma po Velkou rudou skvrnu Jupiteru má kruhový nebo eliptický tvar, saturnská polární bouře má tvar gigantického šestiúhelníku. Starší experimentální pokusy v laboratořích naznačily, že na podobný tvar může dojít při proudění jedné kapaliny skrze kapalinu druhou o odlišné hustotě – což naznačuje komplexnost možných klimatických vzorců Saturnu. Bez přímého pozorování bychom však daleko nedošli. Delší pozorování Cassini později odhalilo (zřejmě periodickou) proměnu barvy bouře z modré na zlatavou, což spolu s dalšími daty naznačuje postupnou změnu ročního období (rok na Saturnu trvá 29 pozemských let).

Zdá se, že rychlé větry v hexagonální bouři v sobě udržují a kolem sebe šíří množství fotochemických částic, jež oblasti v chladnějším období dávají atmosféře modrou barvu, zatímco při vyšším vystavení slunečnímu světlu unikají do okolí a mění její odstín do zlatava. Bouře tak funguje jako významný činitel saturnských atmosférických procesů. Dlouhodobá povaha mise Cassini byla pro podobné srovnání klíčová: z jediného průletu, jako u Voyagerů, nebo i tříleté mise, jakou realizuje sonda Juno u Jupiteru, jednoduše nelze sledovat a srovnávat projevy velmi pomalých procesů atmosféry.

2. Odhalení tajemství prstenců

Saturnovy prstence jsou dost možná nejvíce fascinující objekt ve sluneční soustavě, alespoň z laického hlediska. Překvapivá zjištění o komplexnosti prstenců pocházejí již z průletu sond Voyager, dlouhodobá povaha mise Cassini ale umožnila zcela jinou úroveň vědeckého studia - a stalo se tak zejména v posledním půlroce, při postupném sestupu sondy stále blíž a blíž Saturnu. Kromě nejkvalitnějších možných fotografií prstenců učinila Cassini tři zásadní zjištění.

Nejprve objevila několikakilometrové "skryté" měsíce Methone, Pallene, Polydeuces, Daphnis, Anthe a Aegaeon, které se ukrývají mezi prstenci, a narušují tak jemně jejich strukturu. Poté se ukázalo, že mezi prstenci a Saturnem existuje skoro absolutní prázdno – vědci očekávali daleko větší míru přítomných částeček, což překopává naše představy o formování a fungování prstenců. Naposledy na konci srpna došli vědci z dat z posledních průletů k tomu, že prstence – s doposud předpokládaným stářím kolem čtyř a půl miliardy let – jsou možná staré jenom 100 milionů let, což je geologicky poměrně nedávno.

1. Podzemní oceán na Enceladu

Dost možná nejvýznamnější je ale odhalení podpovrchového oceánu na měsíci Enceladus, který objekt rázem katapultoval mezi nejzajímavější tělesa sluneční soustavy. Již při průletech Voyagerů si vědci povšimli nápadně menšího počtu kráterů na povrchu Enceladu. To indikuje mladý povrch a pravděpodobnou přítomnost aktivní geologie. Cassini později identifikovala původce této změny – kryovulkanické vodní výtrysky pramenící hluboko pod povrchem měsíce. Z toho se soudilo na přítomnost podpovrchových vodních rezervoárů.

Další srovnání gravitačních dat získaných během dvou desítek průletů ale odhalilo, že uvnitř Enceladu se musí ukrývat celý globální oceán oddělený od povrchu tlustou ledovou krustou. Cassini se dokonce při jednom z průletů podařilo odebrat vzorek vodního ledu, a ukázala tak na vysokou koncentraci solí a zemního plynu v mořích Enceladu. Od té doby i další data z měsíce Dione a planetek Ceres a Pluto naznačují podobnou přítomnost podpovrchových vodních rezervoárů a zdá se, že přítomnost tekuté vody – ač podzemní a slané – by mohla ve vesmíru být poměrně častým pravidlem.

Grandiózní finále mise sondy Cassini se uskutečnilo v pátek. Na potvrzení závěru projektu musela NASA vyčkat 83 minut, které potřebuje signál, než se dostane od plynného obra na Zemi. Těsně před svým shořením vyslala sonda poslední dávku dat získaných během sestupu, mezi nimiž jsou snímky i údaje ze vzorků atmosféry. Poté se spojení přerušilo, čímž byl zánik pro pozemní středisko těsně před 14:00 našeho času potvrzen. Ukončení mise vysílala přímým přenosem televize NASA na internetu.

Sedm metrů dlouhý a čtyři metry široký aparát o hmotnosti 2125 kilogramů měl do atmosféry Saturnu vstoupit ve výšce 1915 kilometrů, uvádějí předběžné propočty odborníků NASA. Ve chvíli zániku měla rychlost aparátu dosahovat 113 000 kilometrů za hodinu.

Celkové náklady mise činily kolem 3,26 miliardy dolarů (71 miliard Kč), včetně výroby sond a nosné rakety a celého provozu. Na projektu se podle NASA podílelo celkem 21 zemí. Způsob ukončení programu byl vybrán záměrně s cílem zabránit tomu, aby sonda kontaminovala některý ze Saturnových měsíců - zejména Enceladus. Saturnův systém tak zůstane nedotčený pro další výzkum.

Tagy: vesmír sluneční soustava Enceladus Saturn Cassini Titan

Zdroje: ČTK,NASA

další články na téma: Titan