Juba ammu on teada, et Saturni rõngad pole täiuslikud kõvadele, nagu need ilmuvad nagu väikestel amatöörteleskoopidel, ja kui Cassini kosmoselaev sisenes Saturni ümber orbiidile, ilmnes massiivse B-rõnga imeline häire veelgi. Teadlasi jahmatasid kõrguvad vertikaalsed struktuurid, rõngaste külge haritud servad ja veider propellerilaadsed omadused. Kuid teadlased on nüüd leidnud nende kummaliste tunnuste põhjuse: piirkond tegutseb täpselt nagu spiraalgalaktika, ütles Cassini pildistamismeeskonna meeskonna juht Carolyn Porco.
"Oleme leidnud selle, mida lootsime leida, kui asusime sellel Cassini-teekonnal peaaegu 13 aastat tagasi teele," ütles Porco, "(ja on saanud) nähtavuse mehhanismides, mis on skulptuuriks mitte ainult Saturni rõngad, vaid taevakettad palju ulatuslikumalt, alates päikesesüsteemidest, nagu meiegi, kuni hiiglaslike spiraalgalaktikateni. ”
B-rõngas on üks Saturni rõngaste dünaamilisemaid alasid ja teadlaste sõnul käituvad rõngad üllataval kombel nagu meie Linnutee galaktika miniatuurne versioon.
Kui Voyageri kosmoseaparaat Saturnist 1980. ja 1981. aastal lendas, nägid teadlased, et planeedi B-rõnga välisserv oli Mimase gravitatsiooniliste häiringute poolt kujundatud pöörleva, lapikuks jalgpalliks. Kuid isegi Voyageri leidude põhjal oli selge, et välimise B-rõnga käitumine oli palju keerukam kui miski, mida Mimas üksi teha võiks.
Analüüsides tuhandeid B-rõnga Cassini pilte, mis on tehtud nelja aasta jooksul, leidsid Porco ja tema meeskond suurema osa keerukusest: vähemalt kolm täiendavat sõltumatult pöörlevat lainekuju või võnkumist, mis moonutavad B-rõnga serv.
Võnkumised liiguvad rõnga ümber erineva kiirusega ja rõngaosakeste väikesed, juhuslikud liikumised toidavad energiat laineks, mis levib ringist väljapoole sisepiirist, peegeldub B-rõnga välisservast (mis moondub tulemus) ja liigub seejärel sissepoole, kuni see peegeldub sisepiirist. See pidev edasi-tagasi peegeldus on vajalik, et need laineharjumused kasvaksid ja muutuksid moonutustena B-rõnga välisservas.
Vaadake videot võnkumistest.
Neid ühe, kahe või kolme lobega võnkeid ei loo ükski kuu. Need on tekkinud spontaanselt, osaliselt seetõttu, et rõngas on piisavalt tihe ja B-rõnga serv on piisavalt terav, et lained saaksid iseseisvalt kasvada ja siis servas peegelduda.
Rõngaosakeste väikesed juhuslikud liikumised suunavad energia lainele ja põhjustavad selle kasvu. Uued tulemused kinnitavad Voyageri ajastu ennustust, et sama protsess võib selgitada kõiki mõistatuslikke kaootilisi lainekujusid, mis on leitud Saturni kõige tihedamatest rõngastest, alates kümnetest meetrit kuni sadade kilomeetriteni.
"See protsess on juba kinnitanud lainefunktsioonide loomist Saturni tihedates rõngastes, mis on väikese ulatusega ... umbes 150 meetrit või enam," kirjutas Porco oma CICLOPSi (Cassini pildistamine) veebisaidi funktsioonis "Kapteni logi". "Kuna näib, et see tekitab välimises B-ringis ka suurte sadade kilomeetrite ulatusega laineid, võib järeldada, et see võib töötada tiheda rõngana kõigil ruumiskaaladel."
"Need võnkumised eksisteerivad samal põhjusel, et kitarrikeeltel on loomulikud võnkerežiimid, mis võivad ära kiskuda või muul moel häirida," ütles Cassini pildistamismeeskonna kaastöötaja ja täna avaldatud ajakirja Astronomical Journal uue artikli juhtiv autor Joseph Spitale. . "Ka rõngal on oma loomulikud võnkesagedused ja seda me ka jälgime."
Astronoomid usuvad, et sellised “iseenesest erutunud” võnkumised eksisteerivad ka teistes kettasüsteemides, näiteks spiraalketastega galaktikates ja lähedalasuvate tähtede ümber leiduvatel proto-planetaarketastel, kuid nad pole suutnud nende olemasolu otseselt kinnitada. Uued tähelepanekud kinnitavad sedalaadi esimesi suuremahulisi lainevõnkumisi laias materjaliketas kõikjal looduses.
Cassini mõõteriistad on juba ise täheldanud väikestes 100-meetristel (300-jalgadel) skaaladel ise põnevaid laineid mõnes tihedas rõngapiirkonnas ja neid on omistatud protsessile, mida nimetatakse viskoosseks ületatavuseks.
"Tavaliselt summutab lained viskoossust või voolutakistust - see, kuidas õhu kaudu liikuvad helilained välja surevad," ütles California tehnoloogiainstituudi planeediringide teoreetik Peter Goldreich. "Kuid uued leiud näitavad, et Saturni rõngaste kõige tihedamates osades võimendab viskoossus tegelikult laineid, selgitades salapäraseid sooni, mida esmakordselt nähti kosmoselaeva Voyager tehtud piltidel."
"Kui rahuldustpakkuv on lõpuks leida üks seletus enamikule, kui mitte kõigile, kaootilise väljanägemisega struktuurile, mida nägime esimest korda Saturni tihedates rõngapiirkondades Voyageriga juba ammu," ütles Porco, "ja on sellest ajast alates näinud Cassiniga suurepäraseid detaile. . ”
Allikas: JPL, CICLOPS
