Proč se Saturn chová jinak než Jupiter?

Sonda Cassini sleduje magnetické pole Saturnu, perioda signálů odvozených z hodnot magnetického pole je 10 hodin a 47 minut. Tato hodnota by měla podle astrofyziků vyjadřovat správnou rychlost rotace planety.

Proč na tom tolik záleží? Rychlost rotace je jednou ze základních charakteristik planety a vypovídá hodně o podmínkách, za nichž se planeta tvořila. Druhá příčina je trochu šifrovanější. Saturn má průměr rovníku o 10% větší, než je průměr polární, a je tak nejdeformovanější planetou Sluneční soustavy. Ke vzniku takové deformace přispívá jak rychlost rotace, tak i vnitřní struktura vesmírného tělesa. Plynoví obři jsou složeni převážně z vodíku a helia, vznik a vývoj takových planet závisí ale i na složení jejich pevného jádra. Opravená hodnota rychlosti otáčení Saturnu mění odhady velikosti vnitřního jádra planety, tvořeného horninami a ledem. Rychlost rotace Saturnu poskytuje dále údaje o dynamice jeho atmosféry, zvláště o povaze velmi silných větrů, vanoucích ze západu na východ. Zde vzniká otázka, co vlastně přesně znamená pojem rychlost rotace plynové planety.

Na Saturnu vanou západní větry rychlostí 400 metrů za sekundu. Aby se s jejich pomocí dala vysvětlit naměřená změna rychlosti rotace, musely by foukat o 100 metrů za sekundu rychleji nebo pomaleji, a to není příliš pravděpodobné. Spolehlivějším vodítkem je magnetické pole planety. Je-li toto pole velké a je vyvoláno magnetickým dipólem, jehož osa je skloněna vzhledem k ose rotace, vzniká zřetelná, jasně rozlišitelná periodicita magnetického pole. Siločáry takového magnetického pole zasahují do hloubky planetární hmoty, kde se již žádné proměnné rotační pohyby nevyskytují. Stejná situace je i na naší Zemi.

Saturn se ale chová zvláštně. I když jeho magnetické pole vykazuje stabilní periodicitu, pozorování neodpovídají předpokládanému typu závislosti intenzity magnetického pole na vzdálenosti od planety. Saturnovo magnetické pole se na rozdíl od Země, Jupiteru, Uranu a Neptunu jeví jako přesně symetrické vzhledem k ose rotace. To je téměř šokující objev a žádný existující model takové chování nedokáže vysvětlit. Spíše se zdá, že pozorovaná periodicita může být projevem nějakých vnitřních rotací, například poruch vznikajících v Saturnově magnetosféře a rotujících spolu s jádrem planety. Může být ale i projevem neznámých procesů spojených s vlněním nebo prouděním v ionosféře Saturnu.

Největší záhada je ale to, proč se Saturn chová jinak než Jupiter. Jupiter má magnetický dipól skloněný vzhledem k ose rotace, magnetické pole je daleko větší než Saturnovo a větry na jeho povrchu foukají po i proti směru rotace planety. Vzhledem k většímu sklonu osy rotace k rovině oběhu má Saturn na rozdíl od Jupiteru zřetelné roční doby. K pochopení pravděpodobně velmi závažných důsledků tohoto jevu bude třeba delšího času.