A Cassini-szaturnusz-misszió másfél évvel ezelőtt véget ért, ám a gyűjtött összes adatból továbbra is a tudományos eredmények származnak. Amikor Cassini közelebb lépett a Saturnhoz az utolsó hónapjaiban, nagyon részletesen áttekintette a gáz óriás gyűrűit, amelyek közöttük és maga a bolygó között utaztak. Ez a részletes vizsgálat nagyon sok kérdést vet fel a gyűrűket formáló kölcsönhatásokkal kapcsolatban.
A Science kiadványában egy új cikk bemutatja néhány eredményt, amelyek a Cassini által a gyűrűkről készített közeli pillantásból származnak.
Apró holdkék találhatóak a Saturn gyűrűrendszerében, és ezek a testek kölcsönhatásba lépnek a jeges részecskékkel, amelyek a gyűrűk nagy részét alkotják. Ennek eredményeként a gyűrű szerkezetében különféle formák és textúrák állnak elő, hasonlóan ahhoz, hogy a csillag körül a bolygók miként alakulnak ki a protoplanetáris korongban. Ez azt jelenti, hogy a gyűrűk olyanok, mint egy laboratórium, amelybe a tudós betekintést nyerhet, hogy megismerje a bolygók kialakulását.
"Ezek az új részletek arról, hogy a holdak hogyan formálják a gyűrűket különféle módon, egy ablakot jelentenek a Naprendszer kialakulásához ..."
Vezető szerző és Cassini tudós, Matt Tiscareno, a kaliforniai Mountain View-i SETI Intézet.
A Cassini űrhajó végső gyűrűs pillantása során olyan textúrákat és mintákat fedezett fel, amelyek gyűrött és szalmaszerűek. Ez a változatosság felveti a kérdést, hogy pontosan miként alakultak ki, és hogy az interakciók története miként alakította ki őket. A kérdéseket hozzátesszük, hogy a szín, a hőmérséklet és a kémia hogyan változik a gyűrű szerkezetében.
De hasonlóan sok tudományhoz, ez a tanulmány is új kérdéseket vet fel, és rávilágít a meglévő kérdésekre.
Az F gyűrű a Saturn gyűrűszerkezetében a legkülső határozott gyűrű, és talán a legaktívabb. Olyan funkciókat tartalmaz, amelyek időtartama akár néhány óra is lehet. Egy 2008-as tanulmány kimutatta, hogy az F gyűrűben több holdfészket dolgoznak, és ütközésük és gravitációs hatásaik felelősek az adott gyűrű egyes csomóin és hosszanti csatornáin.
Ebben az új cikkben a kutatók az F gyűrűben azonos hosszúságú és orientációjú ütések által generált csíkokat nulláztak. Megállapítják, hogy az ütközésmérők egy állománya, amely egyidejűleg ütötte a gyűrűket, felelős. Ez azért fontos, mert kizárja az üstökös törmeléket, és kiemeli azt a szerepet, amelyet a Szaturnust keringő anyagáramok játszanak a gyűrűk szerkezetének kialakításában.
"Ezek az új részletek arról, hogy a holdak hogyan formálják a gyűrűket különböző módon, ablakot jelentenek a Naprendszer kialakulásához, ahol vannak olyan lemezek is, amelyek bennük beágyazott tömegek hatására alakulnak ki" - mondta Matt Tiscareno, a SETI vezető szerzője és Cassini tudósa. Intézet a Mountain View-ban, Kaliforniában.
A gyűrűk kiváló közeli képei, amelyeket a Cassini a 2016. december és 2017. április közötti gyűrűlegelő pályáin rögzített, három különféle típusú szerkezetet mutattak: gyűrött, sima és csíkos. Azt is világosan megmutatják, hogy a három típus létezik olyan övekben, amelyek éles határvonalak vannak egymás között. Ennek oka nem egyértelmű, mivel a tudósok nem tudják azonosítani a hevederekhez kapcsolódó gyűrűjellemzőket.
"Valami másnak kell lennie a részecskék tulajdonságainak ... És még nem tudjuk, mi az."
Vezető szerző és Cassini tudós, Matt Tiscareno, a kaliforniai Mountain View-i SETI Intézet.
"Ez megmutatja, hogy a gyűrűk hogyan néznek ki, nem csak annak függvénye, hogy mennyi anyag van" - mondta Tiscareno. „A részecskék tulajdonságainál valami másnak kell lennie, és ez befolyásolhatja azt, ami történik, amikor két gyűrűs részecske ütközik egymáshoz és visszapattan. És még nem tudjuk, mi az.
A Cassini-nak még rejtélyesebb eredményei voltak, amelyeket a látható és infravörös térképező spektrométer (VIMS) fedezte fel. Ahogy a neve is mondja, a gyűrűket láthatóan és infravörös formában is ábrázolta. A VIMS szokatlanul gyenge víz-jég sávokat talált az A gyűrű legkülső részén. Ez egy váratlan eredmény, mivel e területről ismert, hogy erősen visszaverődő, és a nagy visszaverődés általában kevésbé szennyezett jéggel és ezáltal erősebb vízjég sávokkal jár.
A VIMS-nek több meglepetés volt a boltban. Míg a tudósok már tudták, hogy a vízjég a Saturn gyűrűinek fő alkotóeleme, biztosak voltak abban, hogy más jégkrém is létezik, például ammóniajég és metánjég. De a VIMS nem találta sem a két jégtárat, sem a szerves vegyületeket, amelyeknek ott kellene lenniük, tekintettel a szerves anyagnak, amelyet a Cassini korábban a D gyűrűből a Szaturnusz légkörébe áramolt.
"Ha nagy mennyiségben lenne szerves anyag - legalábbis az A, B és C fő gyűrűkben -, látnánk őket" - mondta Phil Nicholson, a Cassini VIMS tudósítója a New York-i Ithacában található Cornell Egyetemen. "Még nem vagyok meggyőződve arról, hogy ezek a fő gyűrűk egyik fő alkotóeleme."
Ezek érdekes új eredmények a Saturn tudósai számára, és rejtvények, amelyek magyarázatához új modellek szükségesek. De egyikük sem teheti felül Cassini legmeglepőbb felfedezését: hogy a Saturn gyűrűi sokkal fiatalabbak, mint azt korábban gondolták.
A NASA Ames Kutatóközpontjának Jeff Cuzzi szerint a Saturn tanulmányozásának új szakaszába lépünk, amelyben új modelleket fogunk kidolgozni, amelyek kifejlesztik ezeket az új eredményeket.
"Ennél sokkal többet és közelebbről látunk új és érdekesebb rejtvényeket." - mondta Cuzzi. "Most éppen a következő szakaszba kezdjük el lépni, amely új, részletes gyűrűs evolúciós modelleket épít - ideértve a Cassini adatokból származó új kijelentést, miszerint a gyűrűk sokkal fiatalabbak, mint a Szaturnusz."
A tudomány izgalmas és bosszantó, mert a megértés minden új előnye saját kérdéseket vet fel. Ez minden bizonnyal igaz azokra a új kutatásokra, amelyek a Cassini legközelebbi, legmegfelelőbb pillantása a Saturnára és annak gyűrűire vonatkoznak.
„Olyan, mintha egy újabb fokkal bekapcsolnánk a tápellátást, amit láthattunk a gyűrűkben. Mindenki tisztább képet kapott arról, hogy mi folyik ”- mondta Linda Spilker, a Cassini projekttudós a NASA sugárhajtású laboratóriumában. "Az extra felbontás megszerzése sok kérdést megválaszolt, ám sok ijesztő kérdés marad."
Forrás:
- Sajtóközlemény: A NASA Cassini új szobrászatot mutat be a Saturn gyűrűkben
- Kutatási cikk: Cassini-Huygens a Saturn-rendszer feltárása: 13 éves felfedezés
- Kutatási cikk: A Szaturnusz F gyűrűjének szerkezetének meghatározása a közeli holdmagarak által
- NASA: Cassini küldetés
- Space Magazine: A Mimas úgy néz ki, mint egy hópálca a Szaturnusz gyűrűin
