De multă vreme se știe că inelele lui Saturn nu sunt cercurile perfecte, așa cum apar în micile telescoape de amatori, iar când nava spațială Cassini a intrat pe orbită în jurul lui Saturn, tulburarea neplăcută a inelului B masiv a devenit și mai evidentă. Oamenii de știință au fost uimiți de structuri verticale falnice, margini înălțate pe inele și caracteristici ciudate de tip elice. Dar oamenii de știință au descoperit acum cauza acestor caracteristici ciudate: Regiunea acționează la fel ca o galaxie spirală, a spus Carolyn Porco, conducătorul echipei de imagini Cassini.
„Am descoperit ceea ce am sperat că vom găsi când vom porni în această călătorie cu Cassini acum aproape 13 ani”, a spus Porco, „(și am obținut) vizibilitatea în mecanismele care au sculptat nu numai inelele lui Saturn, dar și discurile cerești. la o scară mult mai mare, de la sisteme solare, ca ale noastre, până la galaxiile spirale uriașe. ”
Inelul B este una dintre cele mai dinamice zone din inelele lui Saturn și, în mod surprinzător, spun oamenii de știință, inelele se comportă ca o versiune în miniatură a propriei noastre galaxii din Calea Lactee.
Când navele spațiale Voyager au zburat de Saturn în 1980 și 1981, oamenii de știință au văzut că marginea exterioară a inelului B al planetei avea forma unui fotbal rotativ, aplatizat de perturbațiile gravitaționale ale Mimas. Dar era clar, chiar și în concluziile lui Voyager, că comportamentul inelului B exterior a fost mult mai complex decât orice ar putea face Mimas singur.
Prin analiza a mii de imagini Cassini ale inelului B preluate pe o perioadă de patru ani, Porco și echipa sa au găsit sursa majorității complexității: cel puțin trei modele de undă suplimentare sau rotative, sau oscilații, care distorsionează Marginea inelului B.
Oscilațiile se deplasează în jurul inelului cu viteze diferite și mișcările mici, aleatorii ale particulelor de inel, alimentează energia într-o undă care se propagă spre exterior de la un inel interior, se reflectă în marginea exterioară a inelului B (care se deformează ca o rezultă), apoi călătorește spre interior până când se reflectă în granița interioară. Această reflexie continuă înainte și înapoi este necesară pentru ca aceste tipare de undă să crească și să devină vizibile ca distorsiuni în marginea exterioară a inelului B.
Urmăriți un videoclip cu oscilațiile.
Aceste oscilații, cu unul, doi sau trei lobi, nu sunt create de nicio lună. În schimb, au apărut spontan, în parte, deoarece inelul este suficient de dens, iar marginea inelului B este suficient de ascuțită, pentru ca valurile să crească singure și apoi să se reflecte la margine.
Micile mișcări aleatoare ale particulelor de inel alimentează energia într-un val și o determină să crească. Noile rezultate confirmă o predicție din epoca Voyager conform căreia același proces poate explica toate formele de undă haotice nedumerite care se găsesc în cele mai dense inele ale lui Saturn, de la zeci de metri până la sute de kilometri lățime.
„Acest proces a fost deja verificat pentru a produce caracteristici de undă în inelele dense ale lui Saturn, care sunt de scară mică ... aproximativ 150 de metri”, a scris Porco în funcția „Jurnal de căpitan” de pe site-ul CICLOPS (imagini Cassini). „Că acum pare să producă și valuri de scară mare, de sute de kilometri în inelul B exterior, sugerează că poate funcționa în inele dense pe toate scările spațiale.”
„Aceste oscilații există din același motiv pentru care șirurile de chitară au moduri naturale de oscilație, care pot fi emoționate atunci când sunt smulse sau deranjate”, a spus Joseph Spitale, asociat al echipei de imagini Cassini și autor principal al unui nou articol în Astronomical Journal, publicat astăzi . „Și inelul are propriile frecvențe naturale de oscilație și asta observăm.”
Astronomii cred că astfel de oscilații „auto-încântate” există și în alte sisteme de discuri, cum ar fi galaxiile cu discuri spiralate și discurile proto-planetare găsite în jurul stelelor din apropiere, dar nu au reușit să le confirme în mod direct existența. Noile observații confirmă primele oscilații ale undelor la scară largă de acest tip într-un disc larg de material oriunde în natură.
Undele autoexcitate pe scări mici de 100 de metri (300 de metri) au fost observate anterior de instrumentele Cassini în câteva regiuni cu inel dens și au fost atribuite unui proces numit „supraevaluare vâscoasă”.
„În mod normal, vâscozitatea, sau rezistența la curgere, amortizează undele - modul în care undele sonore care călătoresc prin aer s-ar stinge”, a spus Peter Goldreich, un teoretician al inelelor planetare de la Institutul de Tehnologie din California. „Dar noile descoperiri arată că, în părțile cele mai dense ale inelelor lui Saturn, vâscozitatea amplifică efectiv undele, explicând canale misterioase văzute pentru prima dată în imaginile luate de navele spațiale Voyager.”
„Cât de satisfăcător este să găsim în cele din urmă o explicație pentru majoritatea, dacă nu chiar toate, a structurii haotice cu aspect pe care am văzut-o pentru prima dată în regiunile cu inele dense ale lui Saturn cu Voyager”, a spus Porco, „și de atunci am văzut în detalii rafinate cu Cassini .“
Sursa: JPL, CICLOPS
