Funkcje szprychy w pierścieniu B Saturna uchwycone przez Voyager 2 w sierpniu 1981 r. Źródło zdjęcia: NASA Kliknij, aby powiększyć
Kiedy Voyager po raz pierwszy odwiedził Saturna 26 lat temu, zwrócił zdjęcia niezwykłych struktur przypominających szprychy w pierścieniach. Uważa się, że szprychy powstają, gdy elektrycznie naładowane cząsteczki zbierają się nad powierzchnią pierścieni, rozpraszając światło słoneczne inaczej niż same pierścienie. Naukowcy sądzą, że mogą powrócić około lipca tego roku, ponieważ zależą od kąta pierścienia w kierunku Słońca, który obecnie maleje.
Nietypowe szprychy, które pojawiają się przelotnie na pierścieniach Saturna, by znikały na lata, mogą ponownie stać się widoczne do lipca, według nowego badania prowadzonego przez University of Colorado w Boulder.
Szprychy o długości do 6000 mil i szerokości 1500 mil zostały po raz pierwszy dostrzeżone 26 lat temu przez statek kosmiczny Voyager, powiedział profesor CU-Boulder Mihaly Horanyi z Laboratorium Fizyki Atmosfery i Kosmosu. Ale kiedy statek kosmiczny Cassini przybył do Saturna w lipcu 2004 r., Nigdzie nie można było znaleźć uderzających promieniowych cech, które przecinają płaszczyznę pierścieni Saturna - zdarzenie, które rozczarowało i zaskoczyło wielu naukowców.
Kosmiczny Teleskop Hubble'a czasami obserwował szprychy pierścieniowe pod koniec lat 90., powiedział Horanyi, profesor fizyki w CU-Boulder. Ale szprychy stopniowo zanikały, w wyniku sezonowego, orbitalnego ruchu Saturna i jego nachylonej osi obrotu, która zmieniła geometrię rozpraszania światła.
„Szprychy zostały wyłączone, zanim Cassini przybyła” - powiedział Horanyi. „Uważamy, że jest to zjawisko sezonowe związane ze wschodem i zachodem słońca nad płaszczyzną pierścienia, które zmienia tam fizyczne środowisko, czyniąc je przyjaznym lub wrogo nastawionym do ich powstawania.”
Artykuł na ten temat pojawia się w magazynie Science z 17 marca. Autorami artykułu są doktoranci Colin Mitchell i Horanyi z CU-Boulder's LASP, Ove Havnes z University of Trosmo w Norwegii i Carolyn Porco z Space Science Institute w Boulder.
Szprychy składają się z drobnych cząstek pyłu o szerokości mniejszej niż mikron - około 1/50 szerokości ludzkiego włosa - które zbierają ładunki elektrostatyczne w otoczeniu plazmy pierścieni i podlegają siłom elektrycznym i magnetycznym, powiedział Horanyi. Odpowiednie warunki powodują, że zyskują dodatkowy elektron, co pozwala im skakać masowo z powierzchni szczątków pierścienia na krótkie okresy, tworząc wspólnie gigantyczne szprychy, które wydają się ciemne na oświetlonej stronie pierścieni i jasne na nieoświetlonej stronie pierścienie
Naukowcy wysunęli hipotezę, że warunki formowania się szprych są skorelowane ze spadkiem kąta płaszczyzny pierścienia do Słońca. „Ponieważ pierścienie są teraz bardziej otwarte na słońce, niż gdy przeleciał Voyager, środowisko ładowania nad pierścieniami zapobiegało tworzeniu się szprych do niedawna” - napisali naukowcy w Science.
Cassini po raz pierwszy zobrazował „małą wersję” pierścieni szprychowych Saturna z odległości 98 000 mil na początku września, które miały tylko około 2200 mil długości i około 60 mil szerokości, powiedział Horanyi. Zespół uważa, że mówienie mogło być wydarzeniem „wczesnego ptaka”.
Gdy kąt płaszczyzny pierścienia zmniejsza się, gdy Saturn zbliża się do dwóch sezonowych równonocy, warunki wydają się bardziej odpowiednie do tworzenia niesamowitych szprych, powiedział Horanyi. Chociaż Cassini krąży obecnie zbyt blisko płaszczyzny pierścienia, aby dokonać obserwacji, naukowcy oczekują, że aktywność szprychy powróci do czasu, gdy sonda wzrośnie w lipcu 2006 r.
Po tym, jak szprychy znów będą widoczne, zespół badawczy uważa, że będzie mowa o aktywności przez około osiem lat, w oparciu o fakt, że Saturn potrzebuje około 30 ziemskich lat, aby ukończyć jedną orbitę wokół Słońca, powiedział Horanyi. Powiedział, że po ośmioletnim okresie powinno upłynąć około sześć do siedmiu lat przerwy w mówieniu.
Powiedział, że ziarna pyłu lewitowane przez plazmę podczas okresów formowania się szprych prawdopodobnie unoszą się mniej niż 50 mil nad samymi pierścieniami i rozpraszają światło słoneczne inaczej niż same pierścienie.
Ale Horanyi powiedział, że wciąż jest wiele pytań dotyczących szprych. „Nie wiemy, czy powstają one przez gwałtowne powiększanie się, czy też tworzą się naraz” - powiedział. Horanyi powiedział, że podczas misji Voyager nie było ich podczas jednej obserwacji, ale w pełni rozwinęli się w obserwacji uzupełniającej dokonanej zaledwie pięć minut później.
„To dziwne zjawisko; nie mamy jeszcze pełnej historii na ten temat - powiedział.
Oryginalne źródło: CU-Boulder News Release
