Da mesma forma que os terremotos fazem nosso planeta roncar, as oscilações no interior de Saturno fazem o gigante gasoso balana§ar levemente. Esses movimentos, por sua vez, causam ondulações nos ananãis de Saturno.

Em um novo estudo aceito na revista Nature Astronomy , dois astrônomos do Caltech analisaram esses ananãis ondulantes para revelar novas informações sobre o núcleo de Saturno. Para o estudo, eles usaram dados mais antigos capturados pela Cassini da NASA, uma Espaçonave que orbitou o gigante anelado por 13 anos antes de mergulhar na atmosfera do planeta e se desintegrar em 2017.

As descobertas sugerem que o núcleo do planeta não éuma bola dura de rocha, como algumas teorias anteriores haviam proposto, mas uma sopa difusa de gelo, rocha e fluidos meta¡licos - ou o que os cientistas chamam de núcleo "difuso". A análise também revela que o núcleo se estende por 60 por cento do dia¢metro do planeta, o que o torna substancialmente maior do que o estimado anteriormente.

"Usamos os ananãis de Saturno como um sisma³grafo gigante para medir as oscilações dentro do planeta", diz o coautor Jim Fuller, professor assistente de astrofa­sica tea³rica da Caltech. "Esta éa primeira vez que podemos sondar sismicamente a estrutura de um planeta gigante gasoso, e os resultados foram bastante surpreendentes."

"A análise detalhada dos ananãis ondulantes de Saturno éuma forma muito elegante de sismologia para inferir as caracteri­sticas do núcleo de Saturno", diz Jennifer Jackson, a William E. Leonhard Professor de Fa­sica Mineral no Laborata³rio Sismola³gico da Caltech, que não esteve envolvida no estudar, mas usa diferentes tipos de observações sa­smicas para compreender a composição do núcleo da Terra e potencialmente detectar eventos sa­smicos em Vaªnus no futuro.

O principal autor do estudo éChristopher Mankovich, um pa³s-doutorado pesquisador associado em ciências planeta¡rias que trabalha no grupo de Fuller.

As descobertas oferecem a melhor evidência para o núcleo difuso de Saturno e se alinham com evidaªncias recentes da missão Juno da NASA, que indica que o gigante gasoso Jaºpiter também pode ter um núcleo dilua­do de forma semelhante.

“Os núcleos difusos são como lama”, explica Mankovich. "O hidrogaªnio e o gás hanãlio no planeta se misturam gradualmente com mais e mais gelo e rocha conforme vocêse move em direção ao centro do planeta. a‰ um pouco como partes dos oceanos da Terra, onde a salinidade aumenta conforme vocêatinge na­veis cada vez mais profundos, criando um ambiente esta¡vel configuração."

A ideia de que as oscilações de Saturno poderiam fazer ondas em seus ananãis e que os ananãis poderiam, portanto, ser usados ​​como um sisma³grafo para estudar o interior de Saturno surgiu pela primeira vez em estudos no ini­cio de 1990 por Mark Marley (BS '84) e Carolyn Porco (Ph.D . '83), que mais tarde se tornou o lider da Cassini Imaging Team. A primeira observação do fena´meno foi feita por Matt Hedman e PD Nicholson (Ph.D. '79) em 2013, que analisaram os dados da Cassini. Os astrônomos descobriram que o anel C de Saturno continha vários padraµes espirais impulsionados por flutuações no campo gravitacional de Saturno e que esses padraµes eram distintos de outras ondas nos ananãis causadas por interações gravitacionais com as luas do planeta.

Agora, Mankovich e Fuller analisaram o padrãodas ondas nos ananãis para construir novos modelos do interior ondulante de Saturno.

“Saturno estãosempre tremendo, mas ésutil”, diz Mankovich. "AsuperfÍcie do planeta se move cerca de um metro a cada uma ou duas horas como um lago que se agita lentamente. Como um sisma³grafo, os ananãis captam as perturbações da gravidade e aspartículas do anel comea§am a se mexer", diz ele.

Os pesquisadores dizem que as ondulações gravitacionais observadas indicam que o interior profundo de Saturno, enquanto se espalha como um todo, écomposto de camadas esta¡veis ​​que se formaram depois que materiais mais pesados ​​afundaram no meio do planeta e pararam de se misturar com materiais mais leves acima deles.

"Para que o campo gravitacional do planeta oscile com essas frequências especa­ficas, o interior deve ser esta¡vel, e isso são épossí­vel se a fração de gelo e rocha aumentar gradualmente a  medida que vocêvai em direção ao centro do planeta", diz Fuller.

Seus resultados também indicam que o núcleo de Saturno tem 55 vezes a massa de toda a Terra, com 17 massas terrestres sendo gelo e rocha e o resto um fluido de hidrogaªnio e hanãlio.

Hedman, que não faz parte do estudo atual, diz: "Christopher e Jim foram capazes de mostrar que uma caracterí­stica do anel em particular forneceu fortes evidaªncias de que o núcleo de Saturno éextremamente difuso. Estou animado para pensar sobre todas as outras caracteri­sticas do anel geradas por Saturno pode ser capaz de nos falar sobre esse planeta. "

Além disso, as descobertas representam desafios para os modelos atuais de formação de gigantes gasosos, que sustentam que os núcleos rochosos se formam primeiro e depois atraem grandes envelopes de gás. Se os núcleos dos planetas forem realmente difusos, como indica o estudo, os planetas podem, em vez disso, incorporar gás no ini­cio do processo.

O estudo da Nature Astronomy , intitulado "Um núcleo difuso em Saturno revelado pela sismologia em anel", foi financiado pela Rose Hills Foundation e a Sloan Foundation.