Misija Cassinija na Saturn se je končala pred letom in pol, a znanstveni rezultati še vedno prihajajo iz vseh podatkov, ki jih je zbral. Ko se je Cassini v zadnjih mesecih približal Saturnu, si je zelo podrobno ogledal prstane plinskega velikana, ki je potoval med njimi in samim planetom. Ta podroben pregled je sprožil kar nekaj vprašanj o vseh interakcijah, ki oblikujejo te obroče.
TO nov papir objavljeno v znanost predstavlja nekaj rezultatov Cassinijevega pogleda na prstane od blizu.
V Saturnovem sistemu obročev je veliko drobnih lun in ta telesa sodelujejo z ledenimi delci, ki sestavljajo večino prstanov. To ima za posledico različne oblike in teksture v strukturi obroča, podobno kot nastajajo planeti v protoplanetarni disk okoli zvezde. To pomeni, da so prstani kot laboratorij, v katerega lahko znanstvenik pokuka, da bi izvedel o nastanku planetov.
'Te nove podrobnosti o tem, kako lune oblikujejo prstane na različne načine, zagotavljajo okno v nastajanje sončnega sistema ...'
Glavni avtor in znanstvenik Cassini Matt Tiscareno z inštituta SETI v Mountain Viewu v Kaliforniji.
Od daleč so Saturnovi obroči ena najbolj veličastnih struktur Osončja. Če pogledamo od blizu, so bogati detajli v obročkih popolnoma prikazani. To so ene izmed barvnih slik z najvišjo ločljivostjo katerega koli dela Saturnovih prstanov, posnetih 6. julija 2017 z ozkokotno kamero vesoljskega plovila Cassini. Ta slika prikazuje del notranjega osrednjega dela obroča B planeta. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/Inštitut za vesoljske znanosti
Med zadnjim pogledom na obroče vesoljskega plovila Cassini je odkrilo teksture in vzorce, ki so segali od grudastih do slamnatih. Ta raznolikost sproža vprašanja o tem, kako so bili točno oblikovani in kakšna je zgodovina interakcij, ki jih je oblikovala. K vprašanju dodaja, kako se barva, temperatura in kemija spreminjajo v strukturi obroča.
Toda tako kot večina znanosti tudi ta študija postavlja nova vprašanja in osvetljuje obstoječa vprašanja.
Prstan F je najbolj zunanji obroč v strukturi Saturnovega obroča in verjetno najbolj aktiven. Vsebuje funkcije, ki se lahko razlikujejo v časovnih okvirih le nekaj ur. A študija 2008 pokazala, da v obroču F deluje več lun, njihovi trki in gravitacijski učinki pa so odgovorni za nekatere grude in vzdolžne kanale v tem obroču.
Prstan F je na skrajnem zunanjem robu Saturnovega sistema obročev. Čeprav obstajajo druge, bolj efemerne obročaste strukture onkraj njega, velja za najbolj zunanji obroč. Zasluge za sliko: NASA/JPL/Inštitut za vesoljske znanosti – Cassini-Huygens/NASAhttp://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA06536 (povezava na sliko) označevanje dodal en:User:The Singing Badger (izvirni prenosnik na angleška Wikipedia), javna domena, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=45724380
V tem novem prispevku so se raziskovalci osredotočili na vrsto prog, ki jih povzroča udarec v obroču F, ki imajo enako dolžino in usmerjenost. Ugotavljajo, da je za to odgovorna jata udarcev, ki so hkrati udarila v obroče. To je pomembno, ker izključuje kometne ostanke kot vzrok in poudarja vlogo, ki jo imajo tokovi materiala, ki krožijo okoli Saturna, pri oblikovanju strukture prstanov.
'Te nove podrobnosti o tem, kako lune oblikujejo obroče na različne načine, zagotavljajo okno v nastajanje sončnega sistema, kjer imate tudi diske, ki se razvijajo pod vplivom mas, vgrajenih v njih,' je povedal glavni avtor in znanstvenik Cassinija Matt Tiscareno iz SETI. Inštitut v Mountain Viewu v Kaliforniji.
Ta podoba drobne lune Dafnis, ki ima premer le približno 8 km, je mozaik izboljšane barve. Daphnis ustvarja tri valove na zunanjem robu Keelerjeve vrzeli. Zasluge za sliko: NASA/JPL-Caltech/Inštitut za vesoljske znanosti
Odlični pogledi od blizu na prstane, ki jih je Cassini posnel med svojo Obročne pašne orbite med decembrom 2016 in aprilom 2017 je pokazala tri različne vrste struktur: grudaste, gladke in progaste. Prav tako jasno kažejo, da tri vrste obstajajo v pasovih z ostrimi mejami med seboj. Razlog za to je nejasen, saj znanstveniki ne morejo identificirati nobenih značilnosti obroča, povezanih s pasovi.
'V lastnostih delcev mora biti nekaj drugačnega ... In še ne vemo, kaj je.'
Glavni avtor in znanstvenik Cassini Matt Tiscareno z inštituta SETI v Mountain Viewu v Kaliforniji.
Ta slika poudarja dve teksturi, odkriti v Saturnovih obročkih. Čeprav so zelo različni, obstajajo v neposredni bližini drug drugega. Na levi strani so slamnate strukture, na desni pa grudaste teksture. NASA/JPL-Caltech/Inštitut za vesoljske znanosti
'To nam pove, da videz prstanov ni le funkcija količine materiala,' je dejal Tiscareno. »V lastnostih delcev mora biti nekaj drugačnega, kar morda vpliva na to, kaj se zgodi, ko dva obročasta delca trčita in se odbijata drug od drugega. In še ne vemo, kaj je to.'
Cassini je imel še bolj skrivnostne ugotovitve, ki jih je odkril njegov vidni in infrardeči kartografski spektrometer (VIMS). Kot pove že ime, je obroče prikazal tako v vidnem kot v infrardečem. VIMS je odkril nenavadno šibke pasove vodnega ledu na najbolj zunanjem delu obroča A. To je nepričakovana ugotovitev, saj je znano, da je to območje zelo odbojno, visoka odbojnost pa običajno pomeni manj onesnažen led in s tem močnejše pasove vodnega ledu.
VIMS je pripravil še več presenečenj. Medtem ko so znanstveniki že vedeli, da je vodni led glavna sestavina Saturnovih obročev, so bili precej prepričani, da so prisotni tudi drugi ledi, kot sta amoniak in metanski led. Toda VIMS ni mogel najti nobenega od teh dveh ledov, niti ni mogel najti organskih spojin, ki bi morale biti tam glede na organski material, ki ga je Cassini prej našel, da teče iz obroča D v Saturnovo atmosfero.
Slika lažne barve na desni prikazuje spektralno preslikavo Saturnovih obročev A, B in C, zajeto s Cassinijevim vidnim in infrardečim kartografskim spektrometrom (VIMS). Prikaže infrardeči pogled na prstane in ne sliko v vidni svetlobi. Modro-zelena območja so regije z najčistejšim vodnim ledom in/ali največjo velikostjo zrn (predvsem obroča A in B), medtem ko rdečkasta barva označuje naraščajoče količine neledenega materiala in/ali manjšo velikost zrn (predvsem v C ring in Cassini Division).
Na levi je ista slika prekrita z naravnim barvnim mozaikom Saturna, ki ga je posnel Cassinijev podsistem Imaging Science. Zasluge za sliko: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/G. Ugarković (ISS), NASA/JPL-Caltech/Univerza v Arizoni/CNRS/LPG-Nantes (VIMS)
'Če bi bile organske snovi tam v velikih količinah - vsaj v glavnih obročkih A, B in C - bi jih videli,' je dejal Phil Nicholson, znanstvenik Cassini VIMS z univerze Cornell v Ithaci v New Yorku. 'Nisem še prepričan, da so glavni sestavni del glavnih obročev.'
To so zanimive nove ugotovitve za znanstvenike Saturna in so uganke, ki zahtevajo nove modele za razlago. Toda nobeden od njih ne more preseči Cassinijevega najbolj presenetljivega odkritja: to Saturnovi prstani so veliko mlajši kot se je prej mislilo.
Po besedah Jeffa Cuzzija iz raziskovalnega centra Ames, vstopamo v novo fazo preučevanja Saturna, v kateri bodo razviti novi modeli za razlago teh novih ugotovitev.
'Vidimo veliko več in od blizu, in dobivamo nove in bolj zanimive uganke,' je dejal Cuzzi. 'Pravkar se uvajamo v naslednjo fazo, ki gradi nove, podrobne modele evolucije prstanov - vključno z novim razkritjem iz Cassinijevih podatkov, da so prstani veliko mlajši od Saturna.'
Cassini's Ring Grazing Orbits (modra) je znanstvenikom omogočila najbližji pogled na Saturnove prstane. Avtor slike: NASA
Znanost je hkrati vznemirljiva in frustrirajuća, ker vsak nov napredek v razumevanju prinaša svoja vprašanja. To zagotovo velja za novo raziskavo, ki temelji na podatkih iz Cassinijevega najbližjega, najboljšega pogleda na Saturn in njegove prstane.
'To je kot da bi povečali moč še za eno stopnjo glede tega, kar smo lahko videli v ringih. Vsi so dobili bolj jasen pogled na to, kaj se dogaja,« je povedala Linda Spilker, znanstvenica projekta Cassini v Nasinem laboratoriju za reaktivni pogon. 'Pridobitev te dodatne ločljivosti je odgovorila na številna vprašanja, a še vedno je toliko mučnih.'
Viri:
- Izjava za javnost: NASA Cassini razkriva novo kiparjenje v Saturnovih obročkih
- Raziskovalna naloga: Cassini-Huygensovo raziskovanje Saturnovega sistema: 13 let odkritja
- Raziskovalna naloga: Določitev strukture Saturnovega obroča F po bližnjih lunah
- NASA: Misija Cassini
- Vesolje danes: Mimas potiska skozi Saturnove prstane kot snežni plug