دانشمندان موسسه فناوری کالیفرنیا (California Institute of Technology) آمریکا با استفاده از حلقه‌های سیاره زحل که مانند لرزه‌سنج تکان‌های هسته این سیاره را منعکس می‌کنند، به بررسی ویژگی‌های ساختاری درون این سیاره پرداختند. آن‌ها در این مطالعه متوجه شدند هسته زحل برخلاف هسته سایر سیاره‌ها که از لایه‌های منظم فلزات سنگین، سنگ و یخ تشکیل شده‌اند، ترکیبی از سنگ و یخ بوده و سیالی از جنس هیدوژن فلزی فضای میان آن‌ها را پر کرده است.
کریستوفر مانکوویچ (Christopher Mankovich) و جیم فولر (Jim Fuller) در این مطالعه که طی آن برای اولین بار با استفاده از لرزه‌نگاری، ساختار درونی سیاره‌ای گازی بررسی شد، علاوه‌بر سیال بودن هسته زحل متوجه شدند قطر هسته آن نیز تا ۶۰ درصد کل قطر سیاره و بسیار بیشتر از چیزی است که قبلا تخمین زده می‌شد. علاوه‌براین، طبق مشاهده‌ها حجم هسته زحل نیز ۵۵ برابر کل کره زمین است؛ به‌عبارت‌دیگر می‌توان ۵۵ زمین کامل را در هسته زحل قرار داد. با فرض چنین حالتی، حجم سنگ و یخ درون هسته زحل به‌اندازه ۱۷ برابر کره خاکی خواهد بود و باقی حجم هسته را سیال‌های هیدروژنی و هلیومی تشکیل می‌دهند.
به‌گفته محققان حرکات درون هسته زحل باعث می‌شود به‌طور مداوم امواجی روی سطح این سیاره به‌وجود آید که منجر به تغییرات کوچکی در جاذبه سیاره و در پی آن نوسان‌ها و چرخش‌هایی در حلقه‌ها می‌شود. همچنین سطح زحل درست مثل یک دریاچه مواج هر یک تا دو ساعت حدود یک متر جابه‌جا می‌شود که حلقه‌ها مثل لرزه‌نگار این تغییرات کوچک در جاذبه سیاره را دریافت می‌کنند و دچار نوسان می‌شوند.
نوسان‌های این حلقه‌ها نشان می‌دهد هسته زحل برخلاف ویژگی سیال و نرم بودن آن، ترکیبی از لایه‌هایی با چگالی‌های مختلف است که مواد سنگین‌تر در مرکز سیاره قرار دارند و مواد سبک به سطح زحل نزدیک‌ترند. البته برای اینکه چنین نوسان‌هایی با فرکانس‌های خاص در میدان گرانشی زحل به‌وجود آیند، باید این سیاره ساختار داخلی پایداری داشته باشد. از‌آنجایی‌که هر چه به مرکز هسته نزدیک‌تر شویم، مقدار یخ و سنگ هسته افزایش پیدا کند، این پایداری نیز حاصل می‌شود.
گفتنی است این مطالعه می‌تواند برخی از مدل‌سازی‌ها درباره نحوه تشکیل سیاره‌های گازی را زیر سوال ببرد. در چنین مدل‌هایی فرض می‌شود در ابتدا هسته سنگی این سیاره‌ها تشکیل می‌شوند و پس از آن مقادیر زیادی از گازهای اطراف را به خود جذب می‌کنند؛ اما باتوجه‌به مطالعه مذکور، اگر هسته این سیاره‌ها نرم و سیال باشند، ممکن است گازها زودتر از چیزی که تصور می‌شد وارد روند تشکیل سیاره شوند.
همچنین، باتوجه‌به داده‌هایی که فضاپیمای جونو (Juno) ناسا از سیاره مشتری به‌دست آورده، ممکن است این غول گازی دارای هسته‌ای نرم و سیال باشد. البته شاید دیگر ویژگی‌های حلقه‌های زحل اطلاعات بیشتری درباره ساختار درونی آن به دانشمندان بدهد. جونو یک فضاپیمای رباتیک بدون‌سرنشین است که در اوت۲۰۱۱ به فضا پرتاب شد و در ژوئیه۲۰۱۶ در مدار قطبی سیاره مشتری قرار گرفت.
در همین رابطه بخوانید:
فضاپیمای ناسا عکس‌هایی با جزئیات بالا از قمر مشتری ثبت کرد
فضاپیمای ناسا برای اولین بار از بزرگ‌ترین قمر مشتری سیگنال رادیویی دریافت کرد