Misja Cassini na Saturnie zakończyła się półtora roku temu, ale wyniki naukowe wciąż pochodzą z wszystkich zebranych danych. Kiedy Cassini zbliżyła się do Saturna w ostatnich miesiącach, bardzo szczegółowo przyjrzała się pierścieniom olbrzyma gazowego, podróżującym między nimi a samą planetą. Ta szczegółowa kontrola wywołała sporo pytań na temat wszystkich interakcji kształtujących te pierścienie.
Nowy artykuł opublikowany w Science przedstawia niektóre wyniki z bliska Cassini na pierścienie.
Małe pierścienie księżyca obfitują w układ pierścieni Saturna, a te ciała oddziałują z lodowymi cząsteczkami, które tworzą większość pierścieni. Powoduje to różnorodność kształtów i tekstur w strukturze pierścienia, podobnie jak powstawanie planet w dysku protoplanetarnym wokół gwiazdy. Oznacza to, że pierścienie są jak laboratorium, w którym naukowiec może zajrzeć, aby dowiedzieć się o formowaniu planet.
„Te nowe szczegóły tego, jak księżyce rzeźbią pierścienie na różne sposoby, stanowią okno do formowania się Układu Słonecznego…”
Główny autor i naukowiec Cassini Matt Tiscareno z SETI Institute w Mountain View w Kalifornii.
Podczas ostatniego spojrzenia statku kosmicznego Cassini na pierścienie odkrył faktury i wzory, od zlepionych do słomianych. Ta różnorodność rodzi pytania o to, jak dokładnie zostały ukształtowane i jaka jest historia ich interakcji. Do pytań należy również zmiana koloru, temperatury i składu chemicznego w strukturze pierścienia.
Ale podobnie jak wiele nauk, badanie to rodzi nowe pytania i rzuca nieco światła na istniejące pytania.
Pierścień F jest najbardziej zewnętrznym określonym pierścieniem w strukturze pierścienia Saturna i prawdopodobnie najbardziej aktywnym. Zawiera funkcje, które mogą się różnić w czasie od kilku godzin. Badanie z 2008 r. Wykazało, że w pierścieniu F działa kilka księżyców, a ich zderzenia i efekty grawitacyjne są odpowiedzialne za niektóre skupiska i kanały wzdłużne w tym pierścieniu.
W tym nowym artykule naukowcy skupili się na serii smug generowanych przez uderzenia w pierścieniu F, które mają tę samą długość i orientację. Stwierdzają, że odpowiedzialne jest stado impaktorów, które uderzyły jednocześnie w pierścienie. Jest to ważne, ponieważ wyklucza jako przyczynę gruz kometowy i podkreśla rolę, jaką odgrywają strumienie materiału krążącego wokół Saturna w kształtowaniu struktury pierścieni.
„Te nowe szczegóły tego, jak księżyce rzeźbią pierścienie na różne sposoby, zapewniają okno do formowania się Układu Słonecznego, w którym również ewoluują dyski pod wpływem osadzonych w nich mas”, powiedział główny autor i naukowiec Cassini Matt Tiscareno z SETI Institute in Mountain View, Kalifornia.
Doskonałe zbliżenia pierścieni, które Cassini uchwyciła podczas swoich pierścieniowych wypasanych orbit między grudniem 2016 r. A kwietniem 2017 r., Pokazały trzy różne typy struktur: zlepione, gładkie i smugowate. Wyraźnie pokazują również, że te trzy typy istnieją w pasach o ostrych granicach między sobą. Przyczyna tego jest niejasna, ponieważ naukowcy nie są w stanie zidentyfikować żadnych cech pierścienia związanych z pasami.
„W cechach cząstek musi być coś innego… A my jeszcze nie wiemy, co to jest”.
Główny autor i naukowiec Cassini Matt Tiscareno z SETI Institute w Mountain View w Kalifornii.
„To pokazuje nam, jak wyglądają pierścienie, nie jest jedynie funkcją ilości materiału”, powiedział Tiscareno. „W charakterystyce cząstek musi być coś innego, być może wpływająca na to, co się stanie, gdy dwie cząstki pierścienia zderzą się i odbijają od siebie. I nie wiemy jeszcze, co to jest ”.
Cassini miała jeszcze bardziej tajemnicze odkrycia, które zostały odkryte przez spektrometr mapowania widzialnego i podczerwieni (VIMS). Jak sama nazwa wskazuje, obrazował pierścienie zarówno w zakresie widzialnym, jak i podczerwonym. VIMS znalazł niezwykle słabe pasma lodu wodnego w najbardziej zewnętrznej części pierścienia A. Jest to nieoczekiwane odkrycie, ponieważ wiadomo, że obszar ten jest silnie odbijający, a wysoki współczynnik odbicia zwykle oznacza mniej zanieczyszczony lód, a tym samym mocniejsze pasma lodu wodnego.
VIMS miał więcej niespodzianek. Chociaż naukowcy już wiedzieli, że lód wodny jest głównym składnikiem pierścieni Saturna, byli prawie pewni, że obecne są inne lody, takie jak lód amoniakalny i lód metanowy. Ale VIMS nie mógł znaleźć żadnego z tych dwóch lodów, ani też nie mógł znaleźć związków organicznych, które powinny tam być, biorąc pod uwagę materiał organiczny, który Cassini wcześniej znalazł przepływający z pierścienia D do atmosfery Saturna.
„Gdyby substancje organiczne występowały w dużych ilościach - przynajmniej w głównych pierścieniach A, B i C - zobaczylibyśmy je” - powiedział Phil Nicholson, naukowiec Cassini VIMS z Cornell University w Ithaca w Nowym Jorku. „Nie jestem jeszcze przekonany, że stanowią one główny element głównych pierścieni”.
Są to interesujące nowe odkrycia dla naukowców Saturna i są to puzzle wymagające nowych modeli do wyjaśnienia. Ale żaden z nich nie może przewyższyć najbardziej zaskakującego odkrycia Cassiniego: że pierścienie Saturna są znacznie młodsze niż wcześniej sądzono.
Według Jeff Cuzzi, NASA Ames Research Center, wkraczamy w nową fazę badań nad Saturnem, w ramach której opracowane zostaną nowe modele wyjaśniające te nowe odkrycia.
„Widzimy o wiele więcej i bliżej, i otrzymujemy nowe i bardziej interesujące łamigłówki”, powiedział Cuzzi. „Właśnie wkraczamy w kolejną fazę, w której budowane są nowe, szczegółowe modele ewolucji pierścieni - w tym nowe objawienie z danych Cassiniego, że pierścienie są znacznie młodsze niż Saturn”.
Nauka jest zarówno ekscytująca, jak i frustrująca, ponieważ każdy nowy postęp w zrozumieniu rodzi własne pytania. Z pewnością dotyczy to nowych badań opartych na danych z najbliższego, najlepszego spojrzenia Cassiniego na Saturna i jego pierścienie.
„To tak, jakby podnieść moc jeszcze o jeden stopień w stosunku do tego, co widzieliśmy w pierścieniach. Wszyscy mają lepszy obraz tego, co się dzieje ”- powiedziała Linda Spilker, naukowiec z Cassini Project w NASA Jet Jet Propulsion Laboratory. „Uzyskanie tej dodatkowej rozdzielczości pozwoliło odpowiedzieć na wiele pytań, ale wciąż pozostaje wiele kuszących pytań”
Źródła:
- Informacja prasowa: Cassini NASA ujawnia nowe rzeźbienie w pierścieniach Saturna
- Artykuł badawczy: Eksploracja układu Saturna przez Cassini-Huygensa: 13 lat odkrycia
- Artykuł badawczy: Określenie struktury pierścienia F Saturna na podstawie pobliskich księżyców
- NASA: Cassini Mission
- Space Magazine: Mimas przepycha się przez pierścienie Saturna jak pług śnieżny
