Θεωρητικά, ο προσδιορισμός της διάρκειας μιας ημέρας σε έναν πλανήτη είναι αρκετά απλός - ακριβώς μετράει πόσο καιρό χρειάζεται για να γίνει μια πλήρη περιστροφή. Κάνοντας αυτό με τον γίγαντα του φυσικού αερίου Κρόνος, ωστόσο, έχει αποδειχθεί αστρονομικός πονοκέφαλος.
Η επιφάνεια του πλανήτη είναι περισσότερο ή λιγότερο απηλλαγμένη, που σημαίνει ότι δεν υπάρχουν βουνά ή κρατήρες για να επισημανθεί μια πλήρη περιστροφή, και το μαγνητικό πεδίο του Κρόνου είναι ασυνήθιστο, εμποδίζοντας τους επιστήμονες να χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητικές μετρήσεις για να καθορίσουν την περιστροφή. Αλλά με τη χρήση δεδομένων από το διαστημικό σκάφος Cassini που έχει περάσει αλλά δεν ξεχάσει, οι ερευνητές έχουν μελετήσει τα εικονικά δαχτυλίδια του πλανήτη για να καθορίσουν μια ημέρα 10 ωρών, 33 λεπτών και 38 δευτερολέπτων, αναφέρουν οι ομάδες στην Astrophysical Journal .
Ο Meghan Bartels στο Space.com αναφέρει ότι οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το σύστημα δακτυλίων του πλανήτη, κατασκευασμένο από σκόνη, πετρώματα και σωματίδια πάγου, όπως ένα σεισμόμετρο. Η ιδέα προτάθηκε για πρώτη φορά το 1982 και επεκτάθηκε το 1990, αλλά δεν μπορούσε να δοκιμαστεί μέχρι το σκάφος Cassini άρχισε να εξερευνά τα δαχτυλίδια από κοντά. Η θεωρία ήταν ότι το εσωτερικό του Κρόνου δονείται στις συχνότητες που προκαλούν παραλλαγές στο βαρυτικό του πεδίο. Τα σωματίδια στα δαχτυλίδια, σύμφωνα με τους ερευνητές, θα καταγράψουν αυτές τις μικροσκοπικές αλλαγές στη βαρύτητα της βαρύτητας ως πρότυπο κύματος, το οποίο θα μπορούσε στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για να προσδιορίσει πόσο γρήγορα ο πλανήτης περιστρέφεται.
"Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν κύματα στα δαχτυλίδια για να κοιτάξουν προς τα μέσα στο εσωτερικό του Κρόνου και έβγαζαν αυτό το μακρύτατο, θεμελιώδες χαρακτηριστικό του πλανήτη", λέει η επιστήμονας της μελέτης Cassini Linda Spilker σε ένα δελτίο τύπου της NASA. "Και είναι ένα πραγματικά σταθερό αποτέλεσμα. Τα δαχτυλίδια κράτησαν την απάντηση. "
Όταν οι ανιχνευτές του Voyager πέταξαν τον Κρόνο το 1980 και το 1981, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αναγνώσεις μαγνητικού πεδίου για να εκτιμήσουν ένα μήκος ημέρας 10 ωρών, 39 λεπτών και 23 δευτερολέπτων. Όταν ο Cassini έφτασε στον πλανήτη, χρησιμοποίησε επίσης μετρήσεις μαγνητικού πεδίου για να υπολογίσει το μήκος μιας ημέρας, επιτυγχάνοντας μια σειρά αποτελεσμάτων από 10 ώρες και 36 λεπτά έως 10 ώρες και 48 λεπτά.
Οι μικρές αποκλίσεις προκύπτουν επειδή το μαγνητικό πεδίο του Κρόνου είναι σχεδόν τέλεια ευθυγραμμισμένο με τον άξονα περιστροφής του, σε αντίθεση με τα μαγνητικά πεδία των πλανητών όπως η Γη, ο Δίας, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας, που είναι λίγο κοίλο. Όταν ένα μαγνητικό πεδίο εκτός κιβωτίου ταλαντεύεται γύρω από τον άξονα περιστροφής, δημιουργεί περιοδικά ραδιοσήματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό της περιστροφής του. Αλλά η κορυφαία περιστροφή του Κρόνου δεν εκπέμπει τα ίδια σήματα, καθιστώντας δύσκολη την επίτευξη ενός ακριβούς χρόνου περιστροφής.
Η κατάσταση απογοητεύει τους αστρονόμους εδώ και δεκαετίες. Ακόμη και όταν ο Cassini μελετούσε τον Κρόνο από την τροχιά για πάνω από μια δεκαετία, οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να λύσουν το αίνιγμα.
"Είναι λίγο ενοχλητικό", δήλωσε ο Michele Dougherty, φυσικός στο Imperial College London που μελετά το μαγνητικό πεδίο του Κρόνου, σε Bartels σε μια άλλη ιστορία τον περασμένο Οκτώβριο. "Ήμασταν σε τροχιά εκεί για 13 χρόνια και δεν μπορούμε να πούμε πόσο καιρό μια μέρα στον Κρόνο."
Τώρα οι ερευνητές δεν χρειάζεται να ντρέπονται, αλλά υπάρχει ακόμα περιθώριο βελτίωσης. Ο Bartels αναφέρει ότι υπάρχει ένα περιθώριο σφάλματος στον πιο πρόσφατο υπολογισμό και το πραγματικό μήκος ημέρας μπορεί να κυμαίνεται από ένα λεπτό έως 52 δευτερόλεπτα ή περισσότερο από 19 δευτερόλεπτα μικρότερο - αν και αυτό είναι μια τεράστια βελτίωση σε σχέση με το προηγούμενο περιθώριο σφάλματος των 12 λεπτών.
