Сатурн посылает сложные изменяющиеся радиосигналы

SKR, частоты которого лежат в интервале 10–1 300 кГц, а длины волн попадают в километровый диапазон, было зарегистрировано в начале восьмидесятых годов при изучении Сатурна аппаратами «Вояджер». Вскоре выяснилось, что излучение модулируется с периодом в 10,66 ч, близким к периоду вращения планеты, определённому по движению облаков.

Найденную «Вояджерами» величину — 10 ч, 39 мин и 24 +/- 7 с — в дальнейшем приняли за период вращения Сатурна, посчитав, что движение частиц в магнитосфере, ответственных за возникновение SKR, управляется магнитным полем, которое связано с процессами в недрах газового гиганта.

В начале XXI века эта схема была подвергнута сомнению, поскольку обращающийся вокруг Солнца зонд «Улисс» обнаружил изменение периода модуляции SKR. Вариация не слишком значительна и составляет около одного процента, но на огромном Сатурне невозможны даже такие колебания периода.

Результаты наблюдений «Кассини» оказались ещё более интересными: в 2008 году в Journal of Geophysical Research — Space Physics появилась статья, содержавшая данные о двух разных компонентах SKR, зарегистрированных зондом. Периоды модуляции этих составляющих заметно различались и на момент измерений составляли 10,8 и 10,6 часов. Первый (обнаруженный раньше) компонент учёные связали с южной полярной областью Сатурна, а второй — с противоположным полюсом планеты.

В новой работе, выполненной учёными из США и Франции, обсуждается самая свежая информация с «Кассини», поступившая в 2010 году. Как выяснилось, за время наблюдений периоды двух составляющих SKR успели сблизиться, сравнявшись в начале марта 2010 года, примерно через семь месяцев после равноденствия, и вновь разойтись. Первого января 2008 года «южная» составляющая SKR имела период в 10,8 часов, а «северная» — 10,58 часов. Первого марта 2010 года они встретились на уровне 10,67 часов и продолжили движение в разных направлениях. К январю 2011 года период «южной» снизился до 10,54 часов, а «северной» — вырос до 10,71 часов.

Новые данные помогли исследователям провести повторный анализ измерений «Вояджеров» и «Улисса». Оказалось, что «Вояджеры» тоже различали компоненты излучения, а «Улисс» зарегистрировал совмещение двух периодов SKR в августе 1996 года. Это событие произошло примерно через девять месяцев после предыдущего сатурнианского равноденствия, отмечавшегося 19 ноября 1995 года.

Учёные, конечно, не считают, что значения периодов отвечают разным скоростям вращения полушарий планеты. Вероятнее всего, причиной «разделения» SKR становятся высотные ветра, которые имеют разные скорости в южной и северной областях.

Результаты изучения SKR подтверждаются наблюдениями полярных сияний на Сатурне. Их мощность периодически изменяется, повторяя вид модуляции SKR. Аналогичным образом варьируется и широтное положение авроральных овалов. «Проникновение электронов солнечного ветра в атмосферу Сатурна вызывает появление сияний и SKR и влияет на магнитное поле, а потому все обнаруженные нами вариации должны быть связаны с непостоянным воздействием Солнца на планету», — убежден профессор Лестерского университета Стэнли Коули (Stanley Cowley).