Yksi Saturnuksen renkaista on erilainen
Saturnus -planeetta, jota NASAn Cassini -avaruusalus katsoi vuoden 2009 päiväntasauksen aikana. Tiedot siitä, kuinka renkaat jäähtyivät tänä aikana, antavat tietoa rengashiukkasten luonteesta. Kuva: NASA/JPL/Space Science Institute
Uusi tutkimus, joka julkaistiin lehdessäIcarusheinäkuuta 2015, ehdottaa, että yksi Saturnuksen renkaista on paljon nuorempi kuin muut.
Kun aurinko laski Saturnuksen renkaille elokuussa 2009, NASAn tutkijatCassinin tehtäväseurasivat tarkasti. Se oli päiväntasaus-yksi kahdesta Saturnuksen vuoden tilanteesta, jolloin aurinko valaisee planeetan valtavan rengasjärjestelmän. Tapahtuma tarjosi poikkeuksellisen mahdollisuuden kiertävälle Cassini-avaruusalukselle havaita lyhyitä muutoksia renkaissa, jotka paljastavat yksityiskohtia niiden luonteesta.
Maan tavoin Saturnus on kallistunut akselilleen. Auringon säteet liikkuvat 29 vuotta kestävän kiertorataansa aikana pohjoisesta etelään planeetan ja sen renkaiden yli ja takaisin. Muuttuva auringonvalo saa aikaan biljoonista jäisistä hiukkasista koostuvien renkaiden lämpötilan vaihtelun vuodenajan mukaan. Vain muutaman päivän kestäneen päiväntasauksen aikana ilmestyi epätavallisia varjoja ja aaltoilevia rakenteita, ja kun he istuivat hämärässä tämän lyhyen ajan, renkaat alkoivat jäähtyä.
Lehdessä julkaistussa tutkimuksessaIcarusHeinäkuussa 2015 Cassini -tutkijat raportoivat, että yksi osa renkaista näyttää olleen lievässä kuumeessa päiväntasauksen aikana. Odotettua korkeampi lämpötila tarjosi ainutlaatuisen ikkunan rengashiukkasten sisärakenteeseen, jota tiedemiehet eivät yleensä voi käyttää.
Ryuji Morishima NASA: n suihkumoottorilaboratoriosta, Pasadena, Kalifornia, johti tutkimusta. Morishima sanoi:
Suurimmaksi osaksi emme voi oppia paljon siitä, millaisia Saturnuksen rengashiukkaset ovat syvemmällä kuin 1 millimetri pinnan alapuolella. Mutta se, että yksi osa renkaita ei jäähtynyt odotetusti, antoi meille mahdollisuuden mallintaa, millaisia ne voisivat olla sisäpuolelta.
Tutkijat tutkivat Cassinin komposiitti -infrapunaspektrometrin keräämiä tietoja päiväntasauksen ympärillä. Laite mitasi olennaisesti renkaiden lämpötilan jäähtyessään. Tiedemiehet vertasivat sitten lämpötilatietoja tietokonemalleihin, jotka yrittävät kuvata rengashiukkasten ominaisuuksia yksittäisellä asteikolla.
He löysivät hämmentävän. Suurimman osan Saturnuksen renkaiden jättimäisestä laajuudesta mallit ennustivat oikein, kuinka renkaat jäähtyivät pimeyteen pudotessaan. Mutta yksi suuri osa - suurimpien päärenkaiden uloin, nimeltään A -rengas - oli paljon lämpimämpi kuin mallit ennustivat. Lämpötilapiikki oli erityisen näkyvä A -renkaan keskellä.
Vastatakseen tähän uteliaisuuteen Morishima ja hänen kollegansa tutkivat yksityiskohtaisesti, kuinka eri rakenteiset rengashiukkaset lämpenevät ja jäähtyvät Saturnuksen kausien aikana. Aiemmat Cassini -tietoihin perustuvat tutkimukset ovat osoittaneet, että Saturnuksen jäiset rengashiukkaset ovat pörröisiä ulkopuolelta, kuten tuoretta lunta. Tämä ulompi materiaali, nsregolith, syntyy ajan myötä, kun pienet iskut jauhavat jokaisen hiukkasen pinnan. Tiimin analyysi ehdotti parasta selitystä A -renkaan päiväntasauslämpötiloille, että rengas koostui suurelta osin hiukkasista, joiden leveys oli noin 3 metriä (1 metriä) ja jotka koostuivat enimmäkseen kiinteästä jäästä, ja vain ohut kerros regoliittia. Morishima sanoi:
Suuri tiheiden, kiinteiden jääpalojen pitoisuus tällä Saturnuksen renkaiden alueella on odottamaton ”, Morishima sanoi. ”Rengashiukkaset leviävät ja jakautuvat tasaisesti noin 100 miljoonan vuoden aikana.
Tiheiden rengashiukkasten kertyminen yhteen paikkaan viittaa siihen, että jokin prosessi joko sijoitti hiukkaset sinne viime geologisessa menneisyydessä tai hiukkaset jotenkin rajoittuvat sinne.
Tutkijat ehdottavat pari mahdollisuutta selittää, miten tämä aggregaatio tapahtui. Kuu on saattanut olla olemassa tuossa paikassa viimeisten sadan miljoonan vuoden aikana ja tuhoutunut, ehkä jättimäisen iskun seurauksena. Jos näin on, hajoamisen roskat eivät ehkä ole ehtineet levitä tasaisesti renkaan läpi. Vaihtoehtoisesti ne väittävät, että pienet, kivimurskaiset kuutit voivat kuljettaa tiheitä, jäisiä hiukkasia niiden kulkiessa renkaan sisällä. Kuukukat voisivat hajottaa jäiset palaset keskelle A -rengasta, kun ne hajoavat siellä Saturnuksen ja sen suurempien kuiden painovoiman vaikutuksesta.
Linda Spilker on Cassini-projektitieteilijä ja tutkimuksen toinen kirjoittaja. Hän sanoi:
Tämä erityinen tulos on kiehtova, koska se viittaa siihen, että Saturnuksen A -renkaan keskikohta voi olla paljon nuorempi kuin muut renkaat. Muut renkaiden osat voivat olla yhtä vanhoja kuin Saturnus.
Nautitko ForVM: stä? Tilaa ilmainen päivittäinen uutiskirjeemme tänään!
Bottom line: Uusi tutkimus Cassinin tehtävistä, julkaistu lehdessäIcarusHeinäkuussa 2015 ehdottaa, että yksi Saturnuksen renkaista on tiheämpi - ja ehkä paljon nuorempi kuin muut.