I teorien er det ret ligetil at bestemme længden af en dag på en planet - måle bare hvor lang tid det tager at foretage en fuld rotation. At gøre det med gasgiganten Saturn har imidlertid vist sig at være en astronomisk hovedpine.
Planetens overflade er mere eller mindre uovertruffen, hvilket betyder, at der ikke er nogen bjerge eller kratere, der markerer en fuld rotation, og Saturns magnetfelt er usædvanligt, hvilket forhindrer forskere i at bruge elektromagnetiske målinger til at bestemme rotationen. Men ved hjælp af data fra det forsvundne, men ikke glemte Cassini-rumfartøj, har forskerne undersøgt planetens ikoniske ringe for at bestemme en daglængde på 10 timer, 33 minutter og 38 sekunder, rapporterer holdene i Astrophysical Journal .
Meghan Bartels på Space.com rapporterer, at forskere brugte planetens ringe-system, lavet af rumstøv, klipper og ispartikler, som et seismometer. Ideen blev først foreslået i 1982 og udvidet i 1990, men den kunne ikke testes, før Cassini-håndværket begyndte at udforske ringe på tæt hold. Teorien var, at det indre af Saturn vibrerer ved frekvenser, der forårsager variationer i dens tyngdefelt. Forskerne antog, at partiklerne i ringe, de små ændringer i tyngdekraften som bølgemønster, der derefter kunne bruges til at bestemme, hvor hurtigt planeten roterer.
”Forskerne brugte bølger i ringene for at kigge ind i Saturns indre og ud poppede dette langtrængt, grundlæggende træk ved planeten, ” siger Cassini-projektforsker Linda Spilker i en pressemeddelelse fra NASA. ”Og det er et virkelig solidt resultat. Ringerne holdt svaret. ”
Da Voyager-proberne fløj forbi Saturn i 1980 og 1981, brugte forskere magnetfeltlæsninger til at estimere en daglængde på 10 timer, 39 minutter og 23 sekunder. Da Cassini nåede planeten, brugte den også magnetfeltmålinger til at estimere en dags længde og fik et interval af resultater fra 10 timer og 36 minutter til 10 timer og 48 minutter.
De små uoverensstemmelser opstår, fordi Saturns magnetfelt næsten perfekt er på linje med dets rotationsakse, i modsætning til magnetfelterne fra planeter som Jorden, Jupiter, Uranus og Neptun, som er en smule skrå. Når et off-kilter magnetfelt svinger rundt om rotationsaksen, skaber det periodiske radiosignaler, der kan bruges til at beregne dens rotation. Men Saturns toplignende rotation afgiver ikke de samme signaler, hvilket gør det vanskeligt at få en nøjagtig rotationstid.
Situationen frustrerede astronomer i årtier. Selv efter at Cassini studerede Saturn fra bane i over et årti, kunne forskere stadig ikke løse dagslængden.
”Det er lidt pinligt, ” fortalte Michele Dougherty, en fysiker ved Imperial College London, der studerer Saturns magnetfelt, Bartels i en anden historie i oktober sidste år. ”Vi var i kredsløb der i 13 år, og vi kan stadig ikke sige, hvor lang en dag på Saturn er.”
Nu behøver forskerne ikke at skamme sig, men der er stadig plads til forbedringer. Bartels rapporterer, at der er en fejlmargin ved den seneste beregning, og den faktiske daglængde kan være mellem et minut og 52 sekunder længere eller op til 19 sekunder kortere - selvom det er en enorm forbedring i forhold til den foregående 12-minutters fejlmargin.
