Według badań prowadzonych przez sondę Cassini największy i najbardziej gęsty pierścień Saturna złożony jest z ciasno upakowanych zlepków materii poprzedzielanych praktycznie pustymi przestrzeniami. Naukowców zaskoczyło, że zlepki pierścienia B są starannie uporządkowane i nieustannie zderzają się ze sobą…
Tłumaczenie: Wojciech Minko
„Okazało się, że opracowany model pierścieni nie wytrzymuje konfrontacji z rzeczywistością, mimo iż był szeroko zaakceptowany. Wydawało nam się, że zobaczymy jednorodną chmurę cząstek. Zamiast tego zaobserwowaliśmy jak tworzą one zlepki cząsteczek, większe konglomeraty, z pustymi przestrzeniami między nimi„, jak mówi Larry Esposito, naukowiec prowadzący badania na podstawie wyników z ultrafioletowego spektrografu sondy Cassini. Twierdzi on, iż „lecąc pod pierścieniami Saturna, udałoby się zobaczyć błyski promieni słonecznych przelatujące pomiędzy szparami – zupełnie inaczej niż podczas przelotu pod jednorodną chmurą gazu„.
Ponieważ wcześniejsze rozważania wskazywały na równomierne rozłożenie cząstek, wygląda na to, że naukowcy zaniżyli całkowitą masę pierścieni Saturna. Masa może być dwa, lub nawet kilka razy większa niż szacowano.
„Wyniki obserwacji pomogą nam odpowiedzieć na ważne pytanie dotyczące wieku pierścieni, co bezpośrednio wiąże się z ich powstaniem„, uważa Josh Colwell, asystent profesora fizyki na uniwersytecie Central Florida, Orlando. Naukowcom opracowującym dane przesyłane z Cassini wielokrotnie udało się zmierzyć pociemnienie i zmianę właściwości światła z gwiazdy znajdującej się akurat za pierścieniami. To pozwalało ustalać ilość materii pomiędzy sondą a daną gwiazdą.
Zbitki materii w pierścieniu B Saturna mają rozmiary od około 30 do 50 metrów. Kolory na zdjęciu wskazują na przestrzenne zorientowanie tych chmur materii, zaś jasność na gęstość cząstek tworzących pierścienie.
„Analizowanie danych z wielu takich zakryć gwiazd oglądanych pod różnymi kątami można porównać do wykonywania tomografii komputerowej pierścieniom„, twierdzi Colwell. „Aplikując taką metodę badawczą jesteśmy w stanie stworzyć trójwymiarową mapę pierścieni, i dowiedzieć się więcej o kształcie, rozmieszczeniu i orientacji gromad cząstek.„
Obserwacje potwierdzają, że grawitacyjne przyciąganie cząsteczek pierścieni tworzy bryłki. „Jeśli znajdowałyby się one dalej od Saturna, mogłyby utworzyć księżyc. Jednak z powodu bliskości planety ich prędkości orbitalne przeciwdziałają przyciąganiu, a grudki rozciągają się jak „krówka ciągutka” i zostają rozerwane. Zlepki formują się stale i rozrywają kiedy osiągną 30-50 metrów średnicy. W każdym momencie większość cząstek stara się być w jednej grupie, ale poruszają się one stale pomiędzy grupami do momentu aż grupa się rozpadnie i utworzy się następna„, dodaje Colwell.
W gęstym pierścieniu B, klasyczny model przewidywał, że cząsteczki kolidują średnio dwukrotnie w ciągu godziny. Według nowych wyników cząstki w pierścieniu B spędzają większość czasu w prawie ciągłym kontakcie z innymi. Te bryłki mogą zachowywać się jak ogromne cząsteczki, zmieniając drogę pierścieni rozszerzających się w skutek kolizji.
Grupki te są widziane w każdym przejrzystym rejonie pierścienia B. Zaskakujące są pomiary wskazujące no to, że bryły w pierścieniu B są szerokie i płaskie, jak wielkie prześcieradło cząsteczek. Ich szerokość jest od 10 do 50 razy większa niż grubość. Naukowcy są także zdziwieni, że bryły pierścienia B są bardziej płaskie i mają mniejsze przestrzenie pomiędzy nimi niż te znalezione w sąsiadującym pierścieniu A. Zdjęcia pierścieni są dostępne na stronach NASA, do których odnośniki podajemy w bibliografii.
