Svemirski teleskop Spitzer zasvirao je ogroman prsten oko Saturna, najvećeg i najudaljenijeg dalekog pojasa oko ovog prstenastog svijeta. Koliko je velik ovaj prsten? "Da imate infracrvene oči poput Spitzera", rekla bi Anne Verbiscer, astronom sa Sveučilišta Virginia, Charlottesville, "sa Zemlje, izgledao bi kao jedan puni mjesec s obje strane Saturna." To je nevjerojatno ogromno! Većina njegovog materijala počinje otprilike šest milijuna kilometara (3,7 milijuna milja) od planete i proteže se prema van još otprilike 12 milijuna kilometara (7,4 milijuna milja). Milijarda Zemlje mogla bi se uklopiti u količinu prostora koji ovaj prsten zauzima.
Dakle, zašto ova gigantska struktura ranije nije otkrivena?
"Vrlo je, vrlo slabo; izuzetno osjetljiv ”, rekao je Verbiscer za Space Magazine. "Da ste stajali u ringu ne biste ni znali. U kubičnom kilometru prostora nalazi se samo 10-20 čestica. Čestice su približno iste veličine kao i čestice magle, ali su vrlo raširene. Samo gledamo toplinske emisije koje ove male čestice ispuštaju; uopće ne gledamo reflektiranu sunčevu svjetlost u promatranjima koja smo obavljali sa Spitzerom. To je ono što Spitzera čini savršenim instrumentom za pokušaj pronalaženja takve strukture prašine. Ovaj je prsten potpuno analogan diskovima od krhotina oko drugih zvijezda koje je Spitzer primijetio. "
Istraživački tim nije se našao na tom prstenu; tražili su je. Tim uključuje Verbiscera, Douglasa Hamiltona sa sveučilišta Maryland, College Park i Michaela Skrutskieja sa Sveučilišta u Virginiji, Charlottesville. Koristili su daljinskovalnu infracrvenu kameru na Spitzeru, nazvanu višepojasni slikovni fotometar, a svoja su zapažanja obavili u veljači 2009. godine prije nego što je Spitzeru u svibnju ponestalo rashladne tekućine i započela svoju toplu misiju.
"Već više od 300 godina ljudi pokušavaju objasniti pojavu Saturnovog Mjesečevog japeta (koji je otkrio Giovanni Cassini 1671.) i zašto je jedna strana mjeseca svijetla, a druga vrlo tamna", rekao je Verbiscer. "Za posljednjih 35 godina, još jedan mjesec, Phoebe se pojavila kao moguće objašnjenje, jer postoji veza između ta dva mjeseca. Phoebe je vrlo, vrlo mračna i podudara se s albedom ili svjetlošću tamnog materijala vodeće hemisfere Iapeta. Phoebe ima retrogradnu orbitu, a Iapetus se nalazi u orbiti pro-stupnja. Dakle, ako se čestice bace s Phoebe i zavrte spirala prema Saturnu, oni bi probijali Iapetus pravo na onu vodeću hemisferu. "
Verbiscer je rekao da se dinamično, ovo objašnjenje za Japetovu tamnu stranu govori i pokušava da se modelira. No, nitko nije pomislio upotrijebiti Spitzera da traži bilo kakvu prašinu u tom kraju. "Dakle, to je bila naša ideja", rekla je. "Naslov našeg prijedloga bio je" Novi Saturnov prsten. "Definitivno smo tražili strukturu prašine povezanu s Phoebe i na istoj orbiti, i to je upravo ono što vidimo."
Verbiscer je rekao da bi bilo vrlo teško čak i za svemirske letjelice Cassini, a posebno one za snimanje slika vidjeti ovaj prsten, jer se pojavljuje samo infracrvenom. Plus Cassini je unutar ovog prstena, i morao bi paziti na druge Saturnove prstenove. "Ovaj je prsten tako velik, ali opet tako slab, da bi bilo teško znati kada ste ga gledali i kada niste."
Vertikalna visina i orbitalni nagib ovog prstena savršeno se podudara s Phoebeinom orbitrom na nebu. "Ako biste planirali gdje se Phoebe pojavljuje s vremenom dok se vrti oko Saturna, prsten se točno podudara", rekao je Verbiscer. "Zamislite kako se četvrtina vrti na stolu; prsten ima isti okomiti vrh, a Phoebeova orbita radi istu vrstu. "
Da li su čestice prašine iz same Phoebe ili je li Phoebe "uklopila" neke čestice u tu konfiguraciju, znanstvenici nemaju točan dokaz, ali najvjerojatnije su čestice prašine iz Phoebe. "Mi za to nemamo čvrstu potvrdu, ali snažno sugerira da ona dolazi od Phoebe", kazao je Verbiscer. "Svi materijali zajedno predstavljaju ono što biste dobili od iskopavanja kratera promjera oko jednog kilometra na Phoebe."
Phoebe je dugačka 200 km i jako je pokradena, pa krater od 1 km nije pretjerano ogroman krater. "Dakle, ne možemo pogledati određeni krater na Phoebe i reći kako je jedan stvorio prsten", objasnio je Verbiscer. "Vjerojatno je riječ o nekoliko različitih manjih udara. Prsten neprestano dobiva snabdjevanje naknadnim udarima i mikrometeoritima koji su pogodili Phoebe, lansirajući materijal u ovaj prsten, stavljajući prašinu i materijal s Phoebeove površine u orbitu sličnu Phoebi."
No još uvijek postoji mala tajna oko boje vodeće hemisfere u Iapetu.
Dva mjeseca se često uspoređuju u sastavu, a u infracrvenom zračenju dijele apsorpcijska obilježja. Ipak, u ultraljubičastoj se spektri ne podudaraju. "Što se tiče boje, na Iapetusu tamna boja izgleda malo više crveno u odnosu na Phoebe, tako da postoji malo neusklađivanje boja", rekao je Verbiscer. "To bi mogle biti razlogom razlike u boji koje bi mogle biti izbačene iz miješanja Phoebe s onim što je na Iapetusu. To bi moglo biti nešto zanimljivo za istraživanje, napraviti neke modele spektralnog miješanja kako biste smislili neki prvobitni materijal iz japeta i pomiješali se s Phoebeinim materijalom, kako biste vidjeli da li se nekako pocrveni. "
Sam prsten je suviše slab da bi uzeo spektar da bi pokušao utvrditi koji materijali čine prsten, ali pretpostavke su da materijali potječu s gornje površine Pheobe-ove površine kratera, što također može uključivati malo leda. Mjesečevi planovi mjeseca Cassini iz 2004. pokazuju svijetle kratere koji nagovještavaju da je led blizu površine.
Spitzer je mogao osjetiti sjaj hladne prašine, koji iznosi svega oko 80 Kelvina (minus 316 stupnjeva Farenhajta). Hladni predmeti sjaje infracrvenim ili toplinskim zračenjem; na primjer, čak i šalica sladoleda blista infracrvenim svjetlom. "Usredotočivši se na sjaj hladne prašine u prstenu, Spitzer ga je lako pronašao", rekao je Verbiscer.
Dokumenti tima pojavljuju se u današnjem broju Nature. Ovdje je dostupna internetska inačica.
Opis slike: Umjetnički koncept novog Saturnovog prstena. Zasluge: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC) Uplaćeni kredit (Saturn, Phoebe i Iapetus) je NASA / JPL / SSI. Ljubaznošću slike Anne Verbiscer
Izvor: Intervju s Anne Verbiscer
