Колорадский университет в Боулдере, основанный на приборе, работающем на космическом корабле Кассини-Гюйгенс, используется для различения объектов в кольцах Сатурна, меньших, чем футбольное поле, что делает их вдвое более острыми, чем любые предыдущие наблюдения за кольцами.
Джошуа Колвелл из Лаборатории физики атмосферы и космоса CU-Boulder сказал, что наблюдения проводились с помощью ультрафиолетового спектрографа или UVIS, когда Кассини находился на расстоянии около 4,2 миллиона миль или 6,75 миллиона километров от Сатурна в июле. Сатурн вращается вокруг Солнца примерно в 1 млрд. Миль от Земли.
Колвелл и его коллеги использовали технику, известную как звездное затенение, для получения изображения частиц кольца, направляя инструмент сквозь кольца к звезде Си Цети. Колуэлл, член научной группы UVIS, сказал, что колебания звездного света, проходящего через кольца, дают информацию о структуре и динамике частиц внутри них.
Он сравнил систему Сатурна с гигантским фонографическим отчетом: планета посередине и кольца, простирающиеся наружу более чем на 40 000 миль или 64 000 км. По его словам, размер кольцевых частиц варьируется от пыльных пятен до гор, причем большинство варьируется от мрамора до валунов.
По словам Колвелла, наблюдения Кассини показывают резкие изменения количества кольцевых частиц на очень коротких расстояниях. Частицы в отдельных локонах плотно сгруппированы вместе, при этом количество материала резко падает на краю кольца.
«Что мы видим из новых наблюдений, так это то, что некоторые края колец очень острые», - сказал Колвелл. Острые края маленьких локонов особенно заметны в С-образном кольце и в так называемом Подразделении Кассини по обе стороны от яркого В-образного кольца, самого большого кольца Сатурна.
Наблюдения Кассини с использованием UVIS показывают, что расстояние между наличием и отсутствием материала на орбите на некоторых кромках кольца может составлять всего 160 футов или 50 метров по отношению к длине типичного коммерческого реактивного лайнера, сказал он.
По словам Колвелла, острые края иллюстрируют динамику, которая ограничивает кольцевые процессы от их естественной тенденции распространяться в близлежащее пустое пространство. «Природа не терпит вакуума, так что, вероятно, гравитация от ближайшей маленькой луны и продолжающиеся столкновения с метеоритами ограничивают частицы в кольце».
Колвелл представил свои выводы на 36-м ежегодном совещании Отдела планетарных наук, которое проходило в Луисвилле, штат Кентукки, с 8 по 12 ноября.
По его словам, процесс звездного затенения с использованием UVIS также показывает очень высокое разрешение нескольких волн плотности, видимых в кольцах, в том числе и ранее не изученных. Волны плотности - это волнообразные особенности в кольцах, вызванные влиянием спутников Сатурна - в данном случае это маленькая луна Янус.
«Маленькие луны возле колец Сатурна перемешивают частицы кольца с их гравитационным притяжением», - сказал Колвелл. По его словам, в определенных местах в кольцах, известных как резонансы, орбита определенной луны совпадает с орбитой определенных кольцевых частиц таким образом, что усиливает процесс перемешивания.
Волны плотности, которые напоминают плотно намотанную спираль, очень похожую на канавку в записи фонографа, медленно распространяются от резонанса к возмущающей луне, сказал он. «Это может создать волну в кольце, которая выглядит как рябь в пруду», - сказал Колвелл.
«Форма этих волновых пиков и впадин помогает ученым понять, являются ли частицы кольца твердыми и упругими, как мяч для гольфа, или мягкими и менее упругими, как снежный ком», - сказал Колвелл. Он отметил, что анализ волн плотности, проведенный учеными, участвовавшими в миссии НАСА «Вояджер-2», которая посетила Сатурн в 1981 году, использовался для определения массы и толщины колец планеты.
Миссия Кассини-Гюйгенс - совместный проект НАСА, Европейского космического агентства и Итальянского космического агентства. Лаборатория реактивного движения, подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене, управляет миссией Кассини-Гюйгенса для Управления научной миссии НАСА в Вашингтоне, округ Колумбия.
Профессор CU-Boulder Ларри Эспозито из LASP является основным исследователем прибора UVIS стоимостью 12,5 млн. Долларов, разработанного и изготовленного для JPL в CU-Boulder.
Первоисточник: Пресс-релиз CU Boulder
