Prometeusz działający na pierścień F. Saturna. Kliknij, aby powiększyć
Jeden z najbardziej niesamowitych obrazów wysłanych z powrotem przez statek kosmiczny Cassini pokazuje jeden z księżyców pasterskich Saturna, Prometeusza, odciągający strumień cząstek od pierścienia F. Naukowcy z Queen Mary z University of London opracowali model wyjaśniający siły działające w tej dramatycznej interakcji. Początkowo sądzono, że Prometeusz kradnie cząsteczki pierścienia, ale teraz wydaje się, że pożycza je, gdy przemija, i dryfują z powrotem do układu pierścieniowego po przelatującym księżycu.
Obrazy z regionu pierścienia F Saturna uzyskane przez kamery Cassini Imaging Science Subsystem (ISS) ujawniły strukturę, której nigdy wcześniej nie widziano w pierścieniu planetarnym.
Uważa się, że pierścienie wokół wszystkich gigantycznych planet w Układzie Słonecznym są stabilizowane przez małe „księżyce pasterskie”, które krążą wokół lub w pobliżu pierścieni i stabilizują je pod wpływem grawitacji.
Wąski pierścień F Saturna? która leży tuż za spektakularnymi głównymi pierścieniami - jest opiekowana przez dwóch małych pasterzy. Prometeusz (średnica 100 km) krąży wokół pierścienia F, a Pandora (średnica 85 km) porusza się wokół Saturna tuż poza pierścieniem F.
Okresowe struktury, takie jak luki azymutalne? „Kanały” o małej głębokości optycznej - i „streamery” zostały odkryte. Te funkcje można zobaczyć w Movie1. Pochodzenie tych funkcji zostało zbadane przez zespół z Queen Mary, University of London (QMUL) przy użyciu integracji numerycznej.
We wtorek 4 kwietnia Carlos Chavez z QMUL wyjaśni podczas RAS National Astronomy Meeting w Leicester wyniki swoich modeli komputerowych, które wyjaśniają ścisły i złożony związek między Prometeuszem i splątanym pierścieniem F.
„Modele są doskonale zgodne ze strukturami zaobserwowanymi na obrazach Cassiniego” - powiedział Chavez.
„Odkryliśmy, że luki nie wynikają z braku cząstek, ale z wymuszonej zmiany elementów orbity przez bliskie spotkanie z Prometeuszem”, wyjaśnił. „Grawitacja Księżyca chwilowo odsuwa niektóre cząsteczki od głównego strumienia, gdy przechodzi.”
„To jest jak tłum ludzi idących w szeregu w tym samym kierunku ulicą. Nagle ktoś przychodzi z drugiej strony ulicy i zderza się z kilkoma z nich. Następnie każe im iść z nim i odchodzi. Za nim podążają tylko osoby z najbliższej linii, co powoduje luki w tłumie. Jednak wkrótce potem wracają do głównej grupy. ”
Najbardziej dramatyczny przypadek wydarzy się pod koniec 2009 r., Kiedy pierścień F i Prometeusz będą przeciwstawne. Raz na orbitę podczas tego antyrównania Prometeusz znajdzie się w apoapsis (jego najdalszy punkt od Saturna), a pobliskie cząstki pierścienia będą w periapsi (najbliższym punkcie do Saturna). W tym czasie Prometeusz i cząsteczki pierścienia znajdują się najbliżej siebie.
Zespół QMUL zbadał, w jaki sposób te wydarzenia wpłyną na kolizje między cząsteczkami pierścienia a Prometheusem. Znaleźli małą liczbę zderzeń - tylko 0,6% cząstek zderzyło się na orbitę. Było to nieoczekiwane, ponieważ pierwotnie sądzono, że Prometeusz jest „księżycem złodzieja”, kradnącym cząsteczki z pierścienia F. W rzeczywistości dzieje się tak, że cząsteczki są tylko tymczasowo wyciągane, a następnie dryfują z powrotem do pierścienia.
Interakcje między pierścieniem a księżycem prawdopodobnie również będą miały wpływ na powierzchnię Prometeusza. Podobnie jak nasz Księżyc i większość innych satelitów planetarnych, Prometeusz ma synchroniczny obrót, zawsze pokazując tę samą twarz Saturnowi.
Zespół QMUL zbadał lokalizację na powierzchni Prometeusza, w której spodziewane są zderzenia cząstek. Odkryli, że w synchronicznej współobrotowej ramce odniesienia zderzenia niespodziewanie wystąpiły na tylnej powierzchni Prometeusza, a najlepiej w obszarze równikowym.
Ten scenariusz ma ważne implikacje dla cech powierzchni Prometeusza, a zespół spodziewa się znaleźć różnice w albedo (współczynniku odbicia) między ścianami wleczonymi i prowadzącymi.
„To tak, jakby człowiek zderzał się z innymi ludźmi, nieustannie patrząc w określonym kierunku i uderzając ich tylko jedną stroną ciała” - powiedział Chavez.
Inni członkowie zespołu QMUL badający powiązania między Prometeuszem a pierścieniem F to: prof. Carl D. Murray, dr Kevin Beurle, dr Nicholas J. Cooper i dr Michael W. Evans.
Original Soure: RAS News Release
