Odavno je poznato da Saturnovi prstenovi nisu savršeni obruči koji se pojavljuju kao u malim amaterskim teleskopima, a kada je Cassini svemirski brod ušao u orbitu oko Saturna, osupljivi poremećaj masivnog B prstena postao je još očitiji. Znanstvenici su bili zapanjeni visokim vertikalnim strukturama, rubovima isklesanim rubovima na prstenovima i neobičnim značajkama nalik propeleru. Ali znanstvenici su sada otkrili uzrok tih neobičnih značajki: Regija djeluje poput spiralne galaksije, rekla je Carolyn Porco, vođa tima Cassinijeva slikovnog tima.
"Pronašli smo ono čemu smo se nadali da ćemo se naći na Cassiniju na putovanju prije gotovo 13 godina", rekao je Porco, "(i dobili smo) vidljivost u mehanizmima koji su oblikovali ne samo Saturnove prstenove, već i nebeske diskove daleko veće veličine, od solarnih sustava, poput našeg, sve do divovskih spiralnih galaksija. "
Prsten B jedno je od najdinamičnijih područja Saturnovih prstenova, a iznenađujuće, kažu znanstvenici, prstenovi se ponašaju poput minijaturne verzije vlastite galaksije Mliječni put.
Kad je svemirska letjelica Voyager letjela Saturnom 1980. i 1981., znanstvenici su vidjeli da je vanjski rub planetarnog B prstena oblikovan kao rotirajući, spljošteni nogomet zahvaljujući gravitacijskim poremećajima Mimasa. Bilo je jasno, čak i prema nalazima Voyagera, da je ponašanje vanjskog B prstena bilo mnogo složenije od bilo čega što bi Mimas sam mogao učiniti.
Analizom tisuća Cassinijevih slika B prstena snimljenih tijekom četverogodišnjeg razdoblja, Porco i njezin tim otkrili su izvor većine složenosti: najmanje tri dodatna, neovisno rotirajuća uzorka valova ili oscilacije koje iskrivljuju B prsten.
Oscilacije putuju oko prstena različitim brzinama, a mali, nasumični pokreti čestica prstena dovode energiju u val koji se širi prema prstenu iz unutarnje granice, odražava se od vanjskog ruba B prstena (koji postaje iskrivljen kao rezultat), a zatim putuje prema unutra dok se ne odrazi na unutarnjoj granici. Ovaj kontinuirani odraz prema naprijed i natrag potreban je da ti valoviti uzorci porastu i postanu vidljivi kao izobličenja na vanjskom rubu B prstena.
Pogledajte videozapis oscilacija.
Ove oscilacije, s jednim, dva ili tri režnja, ne stvaraju nijedan mjesec. Umjesto toga, spontano su nastali, dijelom i zbog toga što je prsten dovoljno gust, a rub B prstena dovoljno oštar da valovi mogu sami rasti i zatim se odražavati na rubu.
Male, slučajne pokrete čestica prstena dovode energiju u val i uzrokuju rast. Novi rezultati potvrđuju predviđanje iz Voyagerove ere da taj isti postupak može objasniti sve zagonetne kaotične oblike talasa koji se nalaze u Saturnovim najgušćim prstenovima, širine od desetina metara do stotina kilometara.
"Ovaj je postupak već potvrđen za stvaranje valovitih značajki u Saturnovim gustim prstenovima malog razmjera ... oko 150 metara ili tako", napisala je Porco u svojoj značajci "Kapetanov dnevnik" na web stranici CICLOPS (Cassini imaging). "To što se sada čini i da proizvodi valove velikih, stotina kilometara razmjera u vanjskom B prstenu, upućuje na to da može raditi u gustim prstenima na svim prostornim mjerilima."
"Ove oscilacije postoje iz istog razloga što žice za gitaru imaju prirodne načine oscilacije, koje mogu biti uzbuđene kada se izboče ili na drugi način uznemire", rekao je Joseph Spitale, Cassinijev suradnički tim za slikanje i vodeći autor novog članka u časopisu Astronomical Journal, objavljenog danas , "Prsten također ima svoje prirodne frekvencije oscilacija i to je ono što promatramo."
Astronomi vjeruju da takve „samo-pobuđene“ oscilacije postoje i u drugim diskovnim sustavima, poput spiralnih galaksija i protoplanetarnih diskova pronađenih oko obližnjih zvijezda, ali nisu uspjeli izravno potvrditi njihovo postojanje. Nova zapažanja potvrđuju prve valne oscilacije velikih razmjera u širokom disku materijala bilo gdje u prirodi.
Cassinijevi instrumenti ranije su primijetili samobudljive valove na malim skalama od 100 metara (300 stopa) i pripisani su procesu zvanom "viskozna prekoračenje".
"Normalno viskoznost ili otpor protoku vlaži valove - način na koji bi zvukovi valova koji putuju zrakom nestali", rekao je Peter Goldreich, teoretičar planetarnih prstenova s Kalifornijskog tehnološkog instituta. "No, nova otkrića pokazuju da, u najgušćim dijelovima Saturnovih prstenova, viskoznost zapravo pojačava valove, objašnjavajući tajanstvene žljebove prvo viđene na slikama koje je snimio svemirski brod Voyager."
"Kako je zadovoljavajuće pronaći konačno jedno objašnjenje za većinu, ako ne i sve, strukture kaotičnog izgleda koje smo prvi put vidjeli u Saturnovim gustim prstenim predjelima davno s Voyagerom," rekao je Porco, "i od tada smo u Cassiniju vidjeli vrlo detaljno. „.
Izvor: JPL, CICLOPS
