Jau seniai žinoma, kad Saturno žiedai nėra tobuli lankeliai, kokie jie atrodo, kaip mažuose mėgėjiškuose teleskopuose, ir kai „Cassini“ erdvėlaivis įžengė į orbitą aplink Saturną, stulbinantis masinio B žiedo sutrikimas dar labiau išryškėjo. Mokslininkus pribloškė buksuojančios vertikalios konstrukcijos, išpjaustyti žiedų kraštai ir nelyginės propelerio savybės. Tačiau dabar mokslininkai nustatė šių keistų bruožų priežastį: Regionas elgiasi kaip spiralinė galaktika, sakė Carolyn Porco, Cassini vaizdavimo komandos vadovė.
„Mes atradome tai, ko tikėjomės, kai išsiruošėme į šią kelionę su„ Cassini “prieš beveik 13 metų“, - teigė Porco. „(Ir turime galimybę pamatyti) mechanizmus, kurie nutapė ne tik Saturno žiedus, bet ir dangaus diskus. nuo saulės sistemų, kaip ir mūsų pačių, iki milžiniškų spiralinių galaktikų. “
B žiedas yra viena dinamiškiausių Saturno žiedų sričių, ir, stebėtinai, mokslininkų teigimu, žiedai elgiasi kaip miniatiūrinė mūsų pačių Paukščių Tako galaktikos versija.
Kai „Voyager“ erdvėlaivis skrido per Saturną 1980 m. Ir 1981 m., Mokslininkai pamatė, kad išorinis planetos B žiedo kraštas yra Mimo gravitacinių pasipiktinimų pavidalo kaip besisukantis, išlygintas futbolas. Bet net „Voyager“ išvadose buvo aišku, kad išorinio B žiedo elgesys yra daug sudėtingesnis nei to, ką gali padaryti tik Mimas.
Išanalizavę tūkstančius „Cassini“ B žiedo vaizdų, nufotografuotų per ketverius metus, Porco ir jos komanda rado didžiausią sudėtingumo šaltinį: mažiausiai tris papildomus, nepriklausomai besisukančius bangų modelius arba virpesius, kurie iškraipo B žiedo kraštas.
Virpesiai aplink žiedą juda skirtingu greičiu, o nedideli, atsitiktiniai žiedo dalelių judesiai energiją perduoda į bangą, kuri iš vidinės ribos sklinda į išorę per žiedą, atspindi išorinį B žiedo kraštą (kuris iškreipiamas kaip rezultatas), o tada keliauja į vidų, kol atspindi vidinę ribą. Šis nuolatinis pirmyn ir atgal atspindys yra būtinas, kad šie bangų modeliai augtų ir būtų matomi kaip iškraipymai išoriniame B žiedo krašte.
Žiūrėkite vaizdo įrašą apie virpesius.
Šie virpesiai, turintys vieną, dvi ar tris skiltis, nėra sukurti nė vieno mėnulio. Jie atsirado spontaniškai, iš dalies dėl to, kad žiedas yra pakankamai tankus, o B žiedo kraštas yra pakankamai aštrus, kad bangos augtų savaime ir tada atsispindėtų krašte.
Maži, atsitiktiniai žiedo dalelių judesiai perduoda energiją bangai ir sukelia jos augimą. Nauji rezultatai patvirtina „Voyager“ eros prognozę, kad tas pats procesas gali paaiškinti visas mįslingas chaotiškas bangos formas, aptinkamas tankiausiuose Saturno žieduose - nuo dešimčių metrų iki šimtų kilometrų pločio.
„Šis procesas jau patvirtintas, kad Saturno tankiuose žieduose susidaro bangų ypatybės, kurių dydis yra mažas ... apie 150 metrų“, - rašė Porco savo „Captain’s Log“ funkcijoje CICLOPS („Cassini imaging“) svetainėje. „Tai, kad dabar atrodo, kad išoriniame B žiede sklinda didelių šimtų kilometrų dydžio bangos, rodo, kad jis gali veikti tankiais žiedais visose erdvinėse skalėse“.
„Šie virpesiai egzistuoja dėl tos pačios priežasties, kad gitaros stygos pasižymi natūraliais svyravimų būdais, kurie gali sujaudinti, kai suplėšomi ar kitaip sutrinka“, - sakė Josephas Spitale, „Cassini“ vaizdo gavimo komandos bendradarbis ir naujojo straipsnio, paskelbto šiandien paskelbtame „Astronomijos žurnale“, autorius. . „Žiedas taip pat turi savo natūralius virpesių dažnius, ir to mes stebime“.
Astronomai mano, kad tokie „savaime susijaudinantys“ virpesiai egzistuoja kitose diskų sistemose, tokiose kaip spiralinių diskų galaktikos ir prototipiniai planetų diskai, esantys aplink netoliese esančias žvaigždes, tačiau jie nesugebėjo tiesiogiai patvirtinti jų egzistavimo. Nauji stebėjimai patvirtina pirmuosius tokio tipo plataus masto bangų virpesius plačiame medžiagos diske bet kurioje gamtos vietoje.
„Cassini“ instrumentai anksčiau stebėjo savaiminio susijaudinimo bangas mažose, 100 metrų (300 pėdų) skalėse keliuose tankiuose žiedo regionuose ir buvo priskirtos procesui, vadinamam „klampiu perviršiu“.
„Paprastai klampumas arba atsparumas srautui sudrėkina bangas - būdas, kuriuo oro bangos sklinda garso bangomis, išnyks“, - teigė Kalifornijos technologijos instituto planetų žiedų teoretikas Peteris Goldreichas. „Tačiau naujieji radiniai rodo, kad tankiausiose Saturno žiedų vietose klampumas iš tikrųjų sustiprina bangas, paaiškindamas paslaptingus griovelius, kurie pirmą kartą buvo matomi„ Voyager “erdvėlaivio padarytuose vaizduose.“
„Kaip malonu rasti pagaliau vieną paaiškinimą daugumai, jei ne visiems, chaotiškai atrodančiai struktūrai, kurią pirmą kartą pamatėme Saturno tankiuose žiedo regionuose jau seniai naudodamiesi„ Voyager ““, - sakė Porco, „ir nuo to laiko mes matėme puikias detales su Cassini . “
Šaltinis: JPL, CICLOPS
