A Spitzer űrteleszkóp hatalmas gyűrűt érzékelt a Saturna körül, amely a gyűrűs világ legnagyobb és legtávolabbi távolsága. Mennyire nagy ez a gyűrű? "Ha olyan infravörös szeme lenne, mint Spitzer" - mondta Anne Verbiscer, a Virginia Egyetem, Charlottesville kutatócsillagásza -, a Földről úgy néz ki, mintha egy telihold lenne a Saturn mindkét oldalán. Hihetetlenül óriási! Anyagának nagy része körülbelül hat millió kilométerre (3,7 millió mérföld) indul a bolygótól, és kifelé további 12 millió kilométerre (7,4 millió mérföld) terjed. Egy milliárd Föld fér bele a gyűrű által elfoglalt térbe.
Szóval, miért nem fedezték fel ezt a hatalmas struktúrát korábban?
„Nagyon, nagyon halvány; rendkívül nehéz ”- mondta Verbiscer a Space Magazine-nak. „Ha a gyűrű belsejében állna, azt még csak nem is fogja tudni. Egy köbkilométer térben csak 10-20 részecske van. A részecskék nagyjából megegyeznek a ködrészecskékkel, de nagyon eloszlanak. Csak azt a hőkibocsátást vizsgáljuk, amelyet ezek a kis részecskék bocsátanak ki; a Spitzerrel tett megfigyeléseinkben egyáltalán nem nézzük meg a visszavert napfényt. Ez az, ami miatt a Spitzer tökéletes eszköz, amelynek segítségével megpróbálhatja megtalálni egy ilyen porszerkezetet. Ez a gyűrű teljesen analóg a többi csillag körüli törmeléklemezekkel, amelyeket Spitzer megfigyelt. "
A kutatócsoport nemcsak megbotlott ezen a gyűrűn; keresették. A csapat tagjai: Verbiscer, Douglas Hamilton a Marylandi Egyetemen, a College Parkban és Michael Skrutskie a Virginiai Egyetemen, Charlottesville-ben. A hosszabb hullámhosszúságú infravörös kamerát használták a Spitzer-en, úgynevezett többsávos képalkotó fotométerként, és megfigyeléseiket 2009 februárjában végezték el, mielőtt Spitzer májusban kifogyott a hűtőfolyadékból és elkezdte „meleg” küldetését.
"Több mint 300 éve az emberek próbálják megmagyarázni a Szaturnusz holdja Iapetus megjelenését (amelyet Giovanni Cassini fedez fel 1671-ben), és miért hold egyik oldala világos, a másik pedig nagyon sötét" - mondta Verbiscer. „Az elmúlt 35 évben egy új hold, a Phoebe magyarázatot hozott, mivel e két hold között kapcsolat van. Maga a Phoebe nagyon-nagyon sötét, és megegyezik az Iapetus vezető féltekéjének sötét anyagának albedójával vagy fényességével. Phoebe retrográd pályája van, Iapetus pedig fokozatú pályán van. Tehát ha a részecskéket a Phoebe-ből indítják el, és spirálisan a Szaturnusz felé fordulnak, akkor Iapetusot megdörzsölnék az a vezető féltekén.
Verbiscer szerint dinamikusan beszélték az Iapetus sötét oldalának ezt a magyarázatát, és megpróbálták modellezni. De senki sem gondolt arra, hogy a Spitzer segítségével port keressen ezen a területen. - Szóval, ez volt a mi ötletünk - mondta. "Javaslatunk címe:" Egy új Saturnian gyűrű. "Határozottan arra keresünk egy por-szerkezetet, amely Phoebe-hez kapcsolódik, ugyanabban a pályán, és pontosan ezt látjuk."
Verbiscer szerint a Cassini űrhajó, és különösen a képalkotó kamerák számára is nagyon nehéz lenne látni ezt a gyűrűt, mivel csak infravörös módon jelenik meg. Plusz Cassini van ebben a gyűrűben, és nekik kellene néznie a Saturn többi gyűrűjét. "Ez a gyűrű olyan nagy, de mégis olyan halvány, nehéz lenne megtudni, mikor nézett rá, és mikor nem volt."
Ennek a gyűrűnek a függőleges magassága és az orbitális dőlésszög tökéletesen megegyezik a Phoebe pályájával az égen. "Ha azt a telket szeretné látni, ahol Phoebe idővel megjelenik, amikor a Saturn körül megy, akkor a gyűrű pontosan megegyezik - mondta Verbiscer. „Gondolj egy negyedre, amely az asztalon forog; a gyűrűnek ugyanolyan függőleges csúcsa van hozzá, és Phoebe pályája ugyanazt a dolgot végzi. "
Annak kérdésére, hogy maga a Phoebe porrészecskéi, vagy ha Phoebe „részecskéket” ebből a konfigurációból - a tudósok nem rendelkeznek határozott bizonyítékokkal, de valószínűleg a porrészecskék Phoebe-ből származnak. "Erre nincs határozott megerősítése, de erősen javasoljuk, hogy Phoebe-ből származjon" - mondta Verbiscer. "Az anyagok együttesen annyit jelentenek, mint amit egy kb. Kilométer átmérőjű kráter ásatásakor kapnánk Phoeben."
Phoebe 200 km-re van és erősen kráter, tehát az 1 km-es kráter nem túl hatalmas kráter. "Tehát nem tekinthetünk egy bizonyos krátert a Phoebén, és azt mondhatjuk, hogy az egyik létrehozta a gyűrűt" - magyarázta Verbiscer. "Valószínűleg több különböző kisebb ütésből származik, és a gyűrű folyamatosan táplálkozik a későbbi ütésekből és a Phoebe-t sújtó mikrometeoritokból, anyagot enged be ebbe a gyűrűbe, és a port és anyagokat a Phoebe felületéből Phoebe-szerű pályára helyezi."
De még mindig rejtély van az Iapetus vezető féltekéjének színéről.
A két hold összetételét gyakran hasonlították össze, és a közeli infravörös vonalon abszorpciós tulajdonságokkal rendelkeznek. Az ultraibolya sugárzásban a spektrum ugyanakkor nem egyezik meg. "A szín szempontjából az Iapetus-on a sötét szín kissé vörösnek néz ki, mint Phoebe, tehát van egy kis szín-eltérés" - mondta Verbiscer. „Lehet, hogy a Phoebe-ből származó részecskék keverik az Iapetuson található összes anyaggal, ami a színkülönbséget okozhatja. Lehet, hogy érdekes lenne felfedezni, hogy készítsen néhány spektrális keverési modellt, hogy előálljon valamilyen elsődleges Iapetus-anyaggal, és keverje meg Phoebe-ének anyagát, hogy megnézhessék, vajon valahogy megpirulnak-e. ”
Maga a gyűrű túl halvány ahhoz, hogy spektrumokat vegyen fel annak meghatározására, hogy mely anyagok alkotják a gyűrűt, de a feltevések szerint az anyagok a Pheobe repedt felületének felső felületéből származnak, amely esetleg tartalmazhat bizonyos jeget is. A Hold 2004-es Cassini-közeli képeiben fényes kráterek vannak, amelyek arra utalnak, hogy a jég közel van a felszínhez.
Spitzer képes volt érzékelni a hűvös por ragyogását, amely csak kb. 80 Kelvin (mínusz 316 fok). A hűvös tárgyak infravörös vagy termikus sugárzással ragyognak; például még egy csésze fagylalt is lángol infravörös fénnyel. "A gyűrű hűvös porának ragyogására összpontosítva Spitzer megkönnyítette a megtalálhatóságot" - mondta Verbiscer.
A csapat újsága megjelenik a Nature mai kiadványában. Online verzió elérhető itt.
Ólomkép felirata: Az új Saturnian gyűrű művészi koncepciója. Hitel: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC) A beillesztett hitel (Saturn, Phoebe és Iapetus) a NASA / JPL / SSI. Kép jóvoltából Anne Verbiscer
Forrás: Interjú Anne Verbiscerrel
