Elméletileg egy nap hosszának meghatározása egy bolygón meglehetősen egyszerű - mérje meg, hogy mennyi ideig tart egy teljes forgás. A Saturn gázi óriáson történő csinálás azonban csillagászati fejfájásnak bizonyult.
A bolygó felülete többé-kevésbé jellemző, azaz nincs hegy vagy kráter, amely jelöli a teljes forgást, és a Szaturnusz mágneses tere szokatlan, megakadályozva, hogy a tudósok elektromágneses méréseket alkalmazzanak a forgás meghatározására. A kutatók az elhalt, de nem elfelejtett Cassini űrhajó adatainak felhasználásával megvizsgálták a bolygó ikonikus gyűrűit 10 óra, 33 perc és 38 másodperces napi hossz meghatározására - jelentették a csapatok az Astrophysical Journal-ban .
Meghan Bartels a Space.com-on beszámol, hogy a kutatók a szeizmométerhez hasonlóan a bolygó gyűrűrendszerét használták, amelyet űrporból, sziklákból és jégrészecskékből készítettek. Az ötletet először 1982-ben javasolták, és 1990-ben kibővítették, de addig nem lehetett tesztelni, amíg a Cassini kézműves el nem kezdte feltárni a gyűrűket közelről. Az elmélet az volt, hogy a Saturn belsejében olyan frekvencián rezeg, amely a gravitációs térerõsség változásait okozza. A kutatók feltételezték, hogy a gyűrűkben lévő részecskék hullámmintázatként regisztrálják a gravitációs vontatójármű apró változásait, amelyek alapján meghatározható, hogy a bolygó milyen gyorsan forog.
"A kutatók a gyűrűkben hullámokat használtak, hogy bejuthassanak a Saturna belsejébe, és felbukkanták a bolygó régóta keresett, alapvető tulajdonságát" - mondja Linda Spilker, Cassini projekt tudós a NASA sajtóközleményében. „És ez egy nagyon jó eredmény. A gyűrűk tartották a választ.
Amikor a Voyager szondák 1980-ban és 1981-ben elrepültek a Szaturnusz fölött, a kutatók a mágneses mező leolvasásával 10 óra, 39 perc és 23 másodperc napi hosszát becsülik. Amikor Cassini elérte a bolygót, mágneses mező mérésekkel is megbecsülte a nap hosszát, 10 és 36 perctől 10 óráig és 48 percig terjedő eredménytartományt kapva.
Az enyhe eltérések azért merülnek fel, mert a Szaturnusz mágneses tere szinte tökéletesen illeszkedik a forgástengelyéhez, ellentétben a bolygók, például a Föld, a Jupiter, az Uránus és a Neptunusz mágneses tereivel, amelyek kissé ferdek. Amikor egy kilométeres mágneses mező körül forog a forgástengely, periodikus rádiójeleket generál, amelyek felhasználhatók a forgás kiszámításához. De a Szaturnusz tetszetős forgása nem adja ugyanazokat a jeleket, megnehezítve a pontos forgási idő elérését.
A helyzet évtizedek óta csalódott a csillagászokon. Még azt követően is, hogy Cassini több mint egy évtizeden keresztül kutatta a Saturnust a pályáról, a tudósok még mindig nem tudták megoldani a nappali ütemet.
"Kicsit kínos" - mondta Michele Dougherty, a Imperial College London fizikusa, aki a Saturn mágneses mezőjét vizsgálta. Egy másik történetben múlt októberben mondta Bartelsnek. "13 éven át keringöttünk ezen a pályán, és még mindig nem tudjuk megmondani, mennyi nap van a Saturnán."
A kutatóknak nem kell annyira szégyenkezniük, de még mindig van mit javítani. Bartels szerint a legfrissebb számításnál hibahatár van, és a tényleges napi hossz egy perc és 52 másodperc között lehet hosszabb vagy akár 19 másodpercnél rövidebb - bár ez óriási javulás az előző 12 perces hibahatárnál.
