Миссия Кассини на Сатурн закончилась полтора года назад, но научные результаты все еще поступают из всех собранных данных. Когда Кассини в последние месяцы приблизился к Сатурну, он очень детально рассмотрел кольца газового гиганта, путешествующие между ними и самой планетой. Эта детальная проверка подняла довольно много вопросов обо всех взаимодействиях, формирующих эти кольца.
В новой статье, опубликованной в журнале Science, представлены некоторые результаты внимательного изучения Кассини колец.
Крошечные лунники изобилуют внутри кольцевой системы Сатурна, и эти тела взаимодействуют с ледяными частицами, которые составляют большую часть колец. Это приводит к различным формам и текстурам в кольцевой структуре, очень похожим на то, как планеты формируются в протопланетном диске вокруг звезды. Это означает, что кольца подобны лаборатории, в которую ученый может заглянуть, чтобы узнать о формировании планет.
«Эти новые детали того, как луны по-разному лепят кольца, дают окно в формирование солнечной системы…»
Ведущий автор и ученый Кассини Мэтт Тискарено из Института SETI в Маунтин-Вью, Калифорния.
Во время последнего взгляда космических кораблей Кассини на кольца, он обнаружил текстуры и узоры, которые варьировались от комков до соломенных. Это разнообразие ставит вопросы о том, как именно они были сформированы, и какова была история их взаимодействий. Добавление к вопросам - как цвет, температура и химический состав изменяются в структуре кольца.
Но, как и многие научные исследования, это исследование ставит новые вопросы и проливает некоторый свет на существующие вопросы.
Кольцо F - самое определенное кольцо в структуре кольца Сатурна и, возможно, самое активное. Он содержит функции, которые могут варьироваться во временных масштабах от нескольких часов. Исследование 2008 года показало, что в кольце F работают несколько луночек, и их столкновения и гравитационные эффекты ответственны за некоторые скопления и продольные каналы в этом кольце.
В этой новой статье исследователи сфокусировались на серии полос, образованных при ударе, в кольце F, имеющих одинаковую длину и ориентацию. Они пришли к выводу, что ответственность несут стаи ударников, которые одновременно бьют по кольцам. Это важно, потому что это исключает кометный мусор как причину и подчеркивает роль, которую потоки материала, вращающиеся вокруг Сатурна, играют в формировании структуры колец.
«Эти новые детали того, как луны по-разному лепят кольца, дают окно в формирование солнечной системы, где у вас также есть диски, развивающиеся под воздействием масс, встроенных в них», - сказал ведущий автор и ученый Кассини Мэтт Тискарено из SETI Институт Маунтин-Вью, Калифорния.
Прекрасный вид крупным планом колец, которые Кассини захватил на своих Кольцевых орбитах в период с декабря 2016 года по апрель 2017 года, показал три различных типа структур: комковатые, гладкие и полосатые. Они также ясно показывают, что три типа существуют в поясах с резкими границами между собой. Причина этого неясна, поскольку ученые не могут определить какие-либо характеристики кольца, связанные с ремнями.
«Должно быть что-то другое в характеристиках частиц ... И мы еще не знаем, что это такое».
Ведущий автор и ученый Кассини Мэтт Тискарено из Института SETI в Маунтин-Вью, Калифорния.
«Это говорит нам о том, как выглядят кольца, а не только в зависимости от количества материала», - сказал Тискарено. «Должно быть что-то другое в характеристиках частиц, возможно, влияющих на то, что происходит, когда две кольцевые частицы сталкиваются и отскакивают друг от друга. И мы еще не знаем, что это такое.
У Кассини были еще более загадочные результаты, которые были обнаружены с помощью его видимого и инфракрасного картографического спектрометра (VIMS). Как следует из названия, на нем изображены кольца как видимого, так и инфракрасного диапазона. VIMS обнаружил необычно слабые полосы водяного льда в самой внешней части кольца A. Это неожиданный вывод, поскольку известно, что эта область обладает высокой отражающей способностью, а высокая отражательная способность обычно означает меньший загрязненный лед и, следовательно, более сильные полосы водяного льда.
У VIMS было больше сюрпризов в магазине. Хотя ученые уже знали, что водяной лед является основным компонентом в кольцах Сатурна, они были почти уверены, что присутствуют другие льды, такие как аммиачный лед и метановый лед. Но VIMS не смог найти ни одного из этих двух льдов, но и не смог найти органических соединений, которые должны быть там, учитывая тот органический материал, который Кассини ранее обнаружил, вытекающий из кольца D в атмосферу Сатурна.
«Если бы органики было в большом количестве - по крайней мере, в основных кольцах A, B и C - мы бы увидели их», - сказал Фил Николсон, ученый Cassini VIMS из Корнельского университета в Итаке, Нью-Йорк. «Я еще не уверен, что они являются основным компонентом основных колец».
Это интересные новые открытия для ученых Сатурна, и это головоломки, которые требуют новых моделей для объяснения. Но ни один из них не может превзойти самое удивительное открытие Кассини: кольца Сатурна намного моложе, чем считалось ранее.
По словам Джеффа Куззи из Исследовательского центра НАСА, мы вступаем в новую фазу изучения Сатурна, в которой будут разработаны новые модели для объяснения этих новых открытий.
«Мы видим намного больше и ближе, и у нас появляются новые и более интересные головоломки», - сказал Куцци. «Мы только начинаем переходить к следующему этапу, на котором строятся новые подробные модели эволюции колец, включая новое открытие из данных Кассини, что кольца намного моложе Сатурна».
Наука одновременно волнует и расстраивает, потому что каждый новый шаг в понимании приносит свои собственные вопросы. Это, безусловно, верно для нового исследования, основанного на данных самого близкого, лучшего взгляда Кассини на Сатурн и его кольца.
«Это все равно, что снова включить питание на то, что мы могли видеть на кольцах. Все просто получили более четкое представление о том, что происходит », - сказала Линда Спилкер, научный сотрудник проекта Cassini в Лаборатории реактивного движения НАСА. «Получение такого дополнительного разрешения позволило ответить на многие вопросы, но остается так много мучительных».
Источники:
- Пресс-релиз: Кассини из НАСА раскрывает новые скульптуры в кольцах Сатурна
- Научно-исследовательская работа: исследование Кассини-Гюйгенс системы Сатурна: 13 лет открытий
- Исследовательская статья: Определение структуры кольца F Сатурна с помощью ближайших лун
- НАСА: Миссия Кассини
- Космический журнал: Мимас проталкивается сквозь кольца Сатурна, как снегоочиститель
