Mikä on keskellä Saturnusta?

Kaasujätti Saturnus on aurinkokunnan toiseksi suurin planeetta, mutta sen etäisyys maasta on vaikeuttanut tutkimista. Muutaman 1970- ja 1980-lukujen koettimien lisäksi planeetan ainoa perusteellinen tutkimus tapahtui, kun Cassini-Huygens-avaruusalus saavutti Saturnuksen vuonna 2004. Saturnuksesta saatavan tiedon rajallisesta määrästä huolimatta tutkijat ovat teorioineet, mikä on planeetan ytimessä.

Nykyisen planeettojen muodostumisen teorian mukaan tähteen muodostumisesta jäljelle jäänyt materiaali leviää levyksi, jolloin tiheämmät materiaalit ovat lähempänä pilven keskustaa ja kevyemmät elementit kiertävät edelleen pois. Kun painavampi, kivisempi materiaali alkaa törmätä, se muodostaa tiheitä, kivisiä planeettoja, joita kutsutaan maanpäällisiksi planeetoiksi. Tämän alueen ulkopuolella kevyemmät, jäiset elementit muodostavat kaasujättejä, joita kutsutaan joskus Jovian-planeetoiksi. Saturnusanalyysi viittaa siihen, että sen ydin voi olla osittain kivinen, toisin kuin muut kaasujätit, joilla ei ehkä ole lainkaan kiinteää ydintä.

Noin 75 prosenttia Saturnuksesta on vetyä, ja loput 25 prosenttia koostuu pääosin heliumista. Läsnä on myös hivenaineita, kuten vesijää ja metaani. Planeetan voimakas painovoima pitää ilmakehän tiukasti kerrostettuna, vaikka toisinaan voimakkaat myrskyt tunkeutuvat alhaalta ja antavat välähdyksiä planeetan sisäosiin. Ilmakehän syrjäisimpien alueiden ulkopuolella olevia olosuhteita on kuitenkin toistaiseksi ollut mahdotonta tarkkailla suoraan.

Yksi tekijä, joka tarjoaa vihjeen Saturnuksen sisätiloista, on sen tiheys. Tähtitieteilijät voivat laskea planeetan massan tarkkailemalla sen kiertäviä kuita ja laskemalla kiertoradansa planeetan massan käyttämällä niiden lentorataa. Havainnot antavat myös Saturnuksen halkaisijan, jonka avulla tutkijat voivat laskea sen tiheyden. Saturnuksen tiheys on 0,687 grammaa kuutiosenttimetriä kohti, mikä on itse asiassa vähemmän tiheää kuin vesi. Tämä pieni luku viittaa siihen, että jos planeetan sisällä on kiinteä ydin, se on suhteellisen pieni.

Todisteet Saturnuksen meikistä viittaavat siihen, että sen ydin koostuu suurelta osin samoista elementeistä, jotka muodostavat sen ilmakehän, vedyn ja heliumin avulla puoliksi nestemäiseksi, puolikiinteäksi massaksi muuttuu planeetan lämpö- ja painovoimat keskusta. Vaikka planeetan alkuvaiheessa saattaa olla jäännöskiviä, tutkijat uskovat Suurin osa ytimestä on siirappimainen seos vetyä ja muita lähes jäädytettyjä kaasuja, ja siinä on hyvin vähän kiinteää ainetta esittää. Kukaan ei voi kuitenkaan kertoa varmasti, kunnes tulevat tehtävät syventyvät syvemmälle kaasujätin mysteeriin.