Cassini-matka Saturnukseen päättyi puolitoista vuotta sitten, mutta tieteelliset tulokset ovat edelleen tulossa kaikista sen keräämistä tiedoista. Kun Cassini muutti lähemmäksi Saturnia viimeisinä kuukausina, se otti hyvin yksityiskohtaisen kuvan kaasu jättiläisen renkaista, jotka kulkivat niiden ja itse planeetan välillä. Tuo yksityiskohtainen tarkastus herätti melko vähän kysymyksiä kaikista vuorovaikutuksista, jotka muodostivat nämä renkaat.
Science-lehdessä julkaistussa uudessa lehdessä esitellään joitain tuloksia Cassinin lähikuvasta renkaasta.
Pieniä kuukkeita on runsaasti Saturnuksen rengasjärjestelmän sisällä, ja nuo ruumiit ovat vuorovaikutuksessa jäisten hiukkasten kanssa, jotka muodostavat suurimman osan renkaista. Tämä johtaa renkaan rakenteeseen monenlaisissa muodoissa ja tekstuurissa, aivan kuten kuinka planeetta muodostuu protoplanetaariselle levylle tähden ympärille. Tämä tarkoittaa, että renkaat ovat kuin laboratorio, johon tiedemies voi käydä oppiakseen planeettojen muodostumisesta.
"Nämä uudet yksityiskohdat siitä, kuinka kuut muokkaavat renkaita eri tavoin, tarjoavat ikkunan aurinkokunnan muodostumiseen ..."
Pääkirjailija ja Cassini-tutkija Matt Tiscareno SETI-instituutista Mountain View, Kalifornia.
Cassini-avaruusaluksen viimeisen rengaskehityksen aikana se löysi pintakuvioita ja -kuvioita, jotka vaihtelivat kömpelöstä olkimaiseen. Tämä monimuotoisuus herättää kysymyksiä siitä, kuinka ne tarkalleen muodostettiin ja mikä vuorovaikutushistoria on niiden muotoutunut. Kysymyksiin lisätään kuinka väri, lämpötila ja kemia muuttuvat renkaan rakenteessa.
Mutta kuten paljon tiedettä, tämäkin tutkimus herättää uusia kysymyksiä ja valaisee jonkin verran olemassa olevia kysymyksiä.
F-rengas on Saturnuksen rengasrakenteessa äärettömän tarkka rengas ja todennäköisesti aktiivisin. Se sisältää ominaisuuksia, jotka voivat vaihdella aikataulussa jopa muutamassa tunnissa. Vuoden 2008 tutkimus osoitti, että F-renkaassa on töissä useita moonletteja, ja niiden törmäykset ja painovoimavaikutukset ovat vastuussa tietyistä renkaan klumpista ja pitkittäisistä kanavista.
Tässä uudessa artikkelissa tutkijat nollautuivat sarjaan iskujen aiheuttamia raitoja F-renkaassa, joilla on sama pituus ja suunta. He päättelevät, että pari iskulaitteita, jotka osuivat renkaisiin samanaikaisesti, ovat vastuussa. Tämä on tärkeätä, koska se sulkee pois komeettiset jätteet syynä ja korostaa Saturnuksen kiertävien materiaalivirtojen merkitystä renkaiden rakenteen suunnittelussa.
"Nämä uudet yksityiskohdat siitä, kuinka kuut muokkaavat renkaita eri tavoin, tarjoavat ikkunan aurinkokunnan muodostumiseen, missä sinulla on myös levyjä, jotka kehittyvät niihin upotettujen massojen vaikutuksesta", sanoi johtava kirjailija ja Cassinin tutkija Matt Tiscareno SETI: stä. Institute of Mountain View, Kalifornia.
Erinomaiset lähikuvat renkaista, jotka Cassini vangitsi rengas laiduntamiskierrossaan joulukuun 2016 ja huhtikuun 2017 välisenä aikana, osoittivat kolmea erityyppistä rakennetta: kömpelö, sileä ja rakoinen. Ne osoittavat myös selvästi, että kolme tyyppiä esiintyy vyöissä, joilla on terävät rajat toistensa välillä. Syy tähän on epäselvä, koska tutkijat eivät pysty tunnistamaan vyöihin liittyviä rengasominaisuuksia.
"Hiukkasten ominaisuuksissa täytyy olla jotain erilaista ... Ja emme vielä tiedä, mikä se on."
Pääkirjailija ja Cassini-tutkija Matt Tiscareno SETI-instituutista Mountain View, Kalifornia.
"Tämä kertoo meille, miten renkaat näyttävät, ei ole vain funktio siitä, kuinka paljon materiaalia siellä on", Tiscareno sanoi. “Hiukkasten ominaisuuksissa täytyy olla jotain erilaista, mikä saattaa vaikuttaa siihen, mitä tapahtuu, kun kaksi rengashiukkasta törmäävät ja pomppivat toisistaan. Ja emme vielä tiedä, mikä se on. "
Cassinilla oli vielä salaperäisempiä löytöjä, jotka paljastettiin sen Visible and Infrared Mapping Spektrometrillä (VIMS). Kuten nimi kertoo, se kuvaa renkaita sekä näkyvissä että infrapunassa. VIMS löysi A-renkaan uloimmasta kohdasta epätavallisen heikkoja vesijääjuovia. Tämä on odottamaton havainto, koska kyseisen alueen tiedetään olevan hyvin heijastava ja korkea heijastavuus tarkoittaa yleensä vähemmän saastunutta jäätä ja siten voimakkaampia vesijääjuovia.
VIMSillä oli enemmän yllätyksiä myymälässä. Vaikka tutkijat tiesivät jo, että vesijää on Saturnuksen renkaiden pääkomponentti, he olivat melko varmoja, että läsnä oli muita jäätä, kuten ammoniakkijää ja metaanijää. Mutta VIMS ei löytänyt kumpaakaan näistä jäistä, eikä se löytänyt orgaanisia yhdisteitä, minkä pitäisi olla siellä, kun otetaan huomioon orgaaninen materiaali, jonka Cassini aiemmin havaitsi virtaamassa D-renkaasta Saturnin ilmakehään.
"Jos orgaanisia aineita olisi siellä suurina määrinä - ainakin tärkeimmissä A-, B- ja C-renkaissa -, näkisimme ne", kertoi Phil Nicholson, Cassini VIMS -tutkija Cornellin yliopistosta Ithacassa, New York. "En ole vielä vakuuttunut siitä, että ne ovat tärkeä osa päärenkaita."
Nämä ovat mielenkiintoisia uusia havaintoja Saturnuksen tutkijoille ja ovat palapelit, jotka vaativat selittämään uusia malleja. Mutta mikään niistä ei voi ylittää Cassinin yllättävää löytöä: Saturnuksen renkaat ovat paljon nuorempia kuin aiemmin ajateltiin.
NASA Amesin tutkimuskeskuksen Jeff Cuzzin mukaan olemme siirtymässä uuteen Saturnuksen tutkimusvaiheeseen, jossa nähdään uusia malleja, jotka kehitetään selittämään nämä uudet havainnot.
"Näemme paljon enemmän ja lähempänä, ja saamme uusia ja mielenkiintoisempia palapelit", Cuzzi sanoi. "Olemme vasta asettumassa seuraavaan vaiheeseen, joka rakentaa uusia, yksityiskohtaisia malleja renkaan kehityksestä - mukaan lukien uusi Cassinin tietojen paljastus, jonka mukaan renkaat ovat paljon nuorempia kuin Saturnus."
Tiede on sekä jännittävää että turhauttavaa, koska jokainen uusi ymmärtämisen edistysaskel tuo omat kysymyksensä. Tämä pätee varmasti uuteen tutkimukseen, joka perustuu Cassinin lähimmän, parhaan katsauksen Saturnuksen ja sen renkaiden tietoihin.
”Se on kuin virran kytkeminen vielä yhden askeleen päähän siitä, mitä voimme nähdä renkaissa. Jokainen sai vain selkeämmän kuvan siitä, mitä tapahtuu ”, kertoi Linda Spilker, Nassan Jet Propulsion -laboratorion Cassini-projektin tutkija. "Ylimääräisen resoluution saaminen vastasi monia kysymyksiä, mutta niin monet houkuttelevat kysymykset ovat jäljellä."
Lähteet:
- Lehdistötiedote: NASA: n Cassini paljastaa uuden kuvanveiston Saturnusrenkaissa
- Tutkimuspaperi: Cassini-Huygensin tutkimus Saturn-järjestelmästä: 13 vuotta löytöä
- Tutkimuspaperi: Saturnuksen F-renkaan rakenteen määrittäminen lähellä olevien kuukkien avulla
- NASA: Cassini-operaatio
- Space Magazine: Mimas kulkee Saturnuksen renkaiden läpi kuin lumiaura
