Spitzer Space Telescope a spionat un inel enorm în jurul lui Saturn, cea mai mare și mai îndepărtată trupă îndepărtată din jurul acestei lumi inelate. Cât de mare este acest inel? „Dacă ai avea ochii în infraroșu ca Spitzer”, a spus Anne Verbiscer, astronom de cercetare la Universitatea Virginia, Charlottesville, „de pe Pământ, ar părea ca o lună plină de o parte și de alta a Saturnului.” Este incredibil de mare! Cea mai mare parte a materialului său începe la aproximativ șase milioane de kilometri (3,7 milioane de mile) distanță de planetă și se întinde spre exterior cu încă 12 milioane de kilometri (7,4 milioane de mile). Un miliard de Pământuri s-ar putea încadra în volumul de spațiu pe care îl ocupă acest inel.
Deci, de ce nu a fost detectată anterior această structură gigantică?
„Este foarte, foarte slab; extrem de tenu ’, a spus Verbiscer pentru Space Magazine. „Dacă ați sta în interiorul ringului, nici nu ați ști. Într-un kilometru cub de spațiu există doar 10-20 de particule. Particulele au aproximativ aceeași dimensiune ca și particulele de ceață, dar sunt foarte răspândite. Ne uităm doar la emisiile termice pe care le produc aceste particule mici; nu ne uităm deloc la lumina soarelui reflectată în observațiile pe care le-am făcut cu Spitzer. Acest lucru îl face pe Spitzer instrumentul perfect de utilizat pentru a încerca să găsească o astfel de structură de praf. Acest inel este complet analog cu discurile de resturi din jurul altor stele pe care le-a observat Spitzer. "
Echipa de cercetare nu s-a poticnit doar cu acest inel; o căutau. Echipa include Verbiscer, Douglas Hamilton de la Universitatea Maryland, College Park și Michael Skrutskie, de la Universitatea Virginia, Charlottesville. Au folosit camera infraroșu cu lungime de undă mai lungă de pe Spitzer, numită fotometru cu imagini multibande și și-au făcut observațiile în februarie 2009, înainte ca Spitzer să rămână fără lichid de răcire în mai și să înceapă misiunea „caldă”.
„De mai bine de 300 de ani, oamenii încearcă să explice aspectul lunii lui Saturn Iapetus (care a fost descoperit de Giovanni Cassini în 1671) și de ce o parte a lunii este lumină, iar cealaltă foarte întunecată”, a spus Verbiscer. „În ultimii 35 de ani, o altă lună, Phoebe a apărut ca o posibilă explicație, deoarece există o legătură între cele două lună. Phoebe în sine este foarte, foarte întunecat și se potrivește cu albedo sau luminozitatea materialului întunecat al emisferei conducătoare a lui Iapetus. Phoebe are o orbită retrogradă, iar Iapetus este într-o orbită pro-grad. Deci, dacă particulele sunt lansate din Phoebe și în spirală spre Saturn, ar fi lovit Iapetus chiar pe acea emisferă conducătoare.
Verbiscer a spus că în mod dinamic, această explicație pentru latura întunecată a lui Iapetus a fost discutată și a încercat să fie modelată. Dar nimeni nu se gândise să folosească Spitzer pentru a căuta praf în acea zonă. „Deci, asta a fost ideea noastră”, a spus ea. „Titlul propunerii noastre era„ Un nou inel saturnian ”. Cu siguranță căutam o structură de praf asociată cu Phoebe și pe aceeași orbită și tocmai asta vedem.”
Verbiscer a spus că va fi foarte dificil chiar și pentru nava spațială Cassini, și în special camerele imagistice să vadă acest inel, deoarece apare doar în infraroșu. În plus, Cassini se află în interiorul acestui inel și ar trebui să privească dincolo de celelalte inele ale lui Saturn. "Acest inel este atât de mare, dar totuși atât de slab, ar fi dificil să știi când îl privești și când nu erai."
Înălțimea verticală și înclinația orbitală a acestui inel se potrivește perfect cu orbita lui Phoebe pe cer. „Dacă ar fi să parcurgi locul în care apare Phoebe în timp ce merge în jurul lui Saturn, inelul se potrivește exact, a spus Verbiscer. „Gândește-te la un sfert care se învârte pe o masă; inelul are același vârf vertical și orbita lui Phoebe face același tip de lucru. "
În ceea ce privește dacă particulele de praf de la Phoebe în sine sau dacă Phoebe „păstorează” unele particule din această configurație, oamenii de știință nu au o dovadă certă, dar cel mai probabil particulele de praf provin din Phoebe. "Nu avem o confirmare fermă a acestui lucru, dar este sugestiv că este vorba de Phoebe", a spus Verbiscer. „Materialele toate se ridică la ceea ce ați obține din excavarea unui crater de aproximativ un kilometru în diametru pe Phoebe.”
Phoebe are 200 km și este puternic crater, astfel încât un crater de 1 km nu este un crater prea mare. „Deci, nu putem să ne uităm la un anumit crater de pe Phoebe și să spunem că unul a creat inelul”, a explicat Verbiscer. „Este probabil să provină din mai multe impacturi mai mici, iar inelul continuă să fie furnizat de impacturile ulterioare și micrometeoritele care lovesc Phoebe, să lanseze material în acest inel, să pună praf și material de pe suprafața lui Phoebe într-o orbită asemănătoare lui Phoebe."
Dar mai există un pic de mister despre culoarea emisferei conducătoare a lui Iapetus.
Cele două luni au fost frecvent comparate în compoziție, iar în infraroșu aproape, au caracteristici de absorbție. Cu toate acestea, la ultraviolete, spectrele nu se potrivesc la fel de bine. „În ceea ce privește culoarea, pe Iapetus, culoarea întunecată pare puțin mai roșie în comparație cu Phoebe, deci există o mică nepotrivire a culorilor”, a spus Verbiscer. „S-ar putea ca particulele lansate de la Phoebe să se amestece cu orice este pe Iapetus, ceea ce ar putea explica diferența de culoare. Ar putea fi ceva interesant de explorat, să facem niște modele de amestecare spectrală pentru a veni cu un material Iapetus primordial și să se amestece cu materialul lui Phoebe, pentru a vedea dacă se înroșesc cumva. "
Inelul în sine este prea slab pentru a lua un spectru pentru a încerca să stabilească ce materiale alcătuiesc inelul, dar presupunerile sunt că materialele provin de la suprafața superioară a suprafeței cratere a lui Pheobe, care ar putea include și gheață. Cazinele lunii Cassini din 2004 arată cratere luminoase, ceea ce sugerează că gheața este aproape de suprafață.
Spitzer a putut simți strălucirea prafului răcoros, care este de aproximativ 80 Kelvin (minus 316 grade Fahrenheit). Obiectele reci strălucesc cu radiații infraroșii sau termice; de exemplu, chiar și o ceașcă de înghețată aprinde cu lumină infraroșie. „Concentrându-se pe strălucirea prafului rece al inelului, Spitzer a făcut ușor să găsească”, a spus Verbiscer.
Hârtia echipei apare în numărul de astăzi al Naturii. O versiune online este disponibilă aici.
Legenda imaginii de plumb: Conceptul de artist al noului inel Saturnian. Credit: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC) Creditul integrat (Saturn, Phoebe și Iapetus) este NASA / JPL / SSI. Imagine amabilitate Anne Verbiscer
Sursa: Interviu cu Anne Verbiscer
