Космическият телескоп „Спицер“ е шпионирал огромен пръстен около Сатурн, най-голямата и най-отдалечена лента около този пръстен. Колко голям е този пръстен? „Ако имате инфрачервени очи като Спайцър“, казва Ан Вербискер, астроном в Университета на Вирджиния, Шарлотсвил, „от Земята, това би изглеждало като едно пълнолуние от двете страни на Сатурн“. Това е невероятно огромно! По-голямата част от неговия материал започва на около шест милиона километра от планетата и се простира навън приблизително още 12 милиона километра (7,4 милиона мили). Един милиард Земя би могъл да се побере в обема на пространството, което този пръстен заема.
И така, защо тази гигантска структура не е била открита преди това?
„Много, много е слабо; изключително издръжлив ”, каза Вербисър пред Space Magazine. „Ако стояхте на ринга, дори не бихте го знаели. В кубичен километър пространство има само 10-20 частици. Частиците са с приблизително същия размер като частиците от мъгла, но те са много разперени. Просто гледаме топлинните емисии, които тези малки частици отделят; изобщо не гледаме отразена слънчева светлина в наблюденията, които направихме със Спицер. Именно това прави Spitzer идеалният инструмент за използване, за да се опита да намери такава прахова структура. Този пръстен е напълно аналогичен на дисковете от отломки около други звезди, които Спайцер е наблюдавал. "
Изследователският екип не просто се натъкна на този пръстен; те го търсеха. Екипът включва Вербискър, Дъглас Хамилтън от Университета в Мериленд, Колеж Парк и Майкъл Скрутски от Университета на Вирджиния, Шарлотсвил. Те използваха инфрачервената камера с по-дълга дължина на вълната на Spitzer, наречена многолентов фотометричен фотометър, и направиха своите наблюдения през февруари 2009 г., преди Спицер да изтече от охлаждащата течност през май и да започне своята „топла“ мисия.
„Повече от 300 години хората се опитват да обяснят появата на лунния япет на Сатурн (който е открит от Джовани Касини през 1671 г.) и защо едната страна на Луната е светла, а другата - много тъмна“, каза Вербисер. „За последните 35 години, друга луна, Фийби се появи като възможно обяснение, тъй като има връзка между тези две луни. Фиби сама по себе си е много, много тъмна и съвпада с албедото или яркостта на тъмния материал на водещото полукълбо на Япет. Фийби има ретроградна орбита, а Япетус е в орбита на степен. Така че, ако частиците бъдат изстреляни от Фийби и спирала навътре към Сатурн, те биха изстреляли Япет точно по това водещо полукълбо. "
Вербискер каза, че динамично, това обяснение за тъмната страна на Япет се говори и се опитва да се моделира. Но никой не се е сетил да използва Спитцер, за да търси прах в тази област. "Така че, това беше нашата идея", каза тя. „Заглавието на нашето предложение беше„ Нов пръстен на Сатурна “. Определено търсехме прахова структура, свързана с Фийб и в същата орбита, и точно това виждаме.“
Verbiscer заяви, че би било много трудно дори космическият апарат Cassini и особено камерите за изображения да виждат този пръстен, тъй като той се показва само в инфрачервена връзка. Плюс това Касини е вътре в този пръстен и трябва да погледне покрай другите пръстени на Сатурн. „Този пръстен е толкова голям, но въпреки това толкова слаб, че е трудно да разбереш кога го гледаш и кога не си бил.“
Вертикалната височина и орбитален наклон на този пръстен съвпада перфектно с орбитата на Фийби на небето. "Ако искате да замислите мястото, където Фийби се появява с течение на времето, докато обикаля Сатурн, пръстенът съвпада точно", каза Вербискер. „Помислете как една четвърт се върти на масата; пръстенът има същия вертикален връх към него, а орбитата на Фийби прави същия тип. "
Що се отнася до това дали праховите частици от самата Фиби или дали Фийби „вкарва” някои частици в тази конфигурация, учените нямат категорично доказателство, но най-вероятно праховите частици са от Фийби. „Нямаме категорично потвърждение за това, но силно подсказваме, че то идва от Фийби“, каза Вербискер. „Всички материали представляват това, което бихте получили от разкопаването на кратер с диаметър около километър на Фийби.“
Фийби е с дължина 200 км и е силно кратерирана, така че 1 км кратер не е прекалено огромен кратер. „Така че, не можем да разгледаме определен кратер на Фийби и да кажем, че един е създал пръстена“, обясни Вербискър. „Вероятно е, че е от няколко различни по-малки удара и пръстенът продължава да се доставя от последващи удари и микрометеорити, удрящи Фийб, изстрелвайки материал в този пръстен, поставяйки прах и материал от повърхността на Фийб в орбита, подобна на Фийб.“
Но все още има малко загадка за цвета на водещото полукълбо на Япет.
Двете луни често са сравнявани по състав и в близост до инфрачервени лъчи споделят характеристики на абсорбция. При ултравиолетовите спектри обаче не съвпадат. "По отношение на цвета, в Iapetus, тъмният цвят изглежда малко по-червен в сравнение с Фийби, така че има малко цветово несъответствие", каза Вербискер. „Възможно е частиците, изстреляни от Фиби, да се смесват с всичко, което е на Iapetus, което може да обясни разликата в цвета. Това може да е нещо интересно да се проучи, да се направят някои модели на спектрално смесване, за да се излезе с някакъв изначален материал от Япет и да се смесят с материала на Фийби, за да видите дали те се зачервят по някакъв начин. "
Самият пръстен е твърде слаб, за да се вземе спектър, за да се опита да се определи какви материали съставляват пръстена, но предположенията са материалите, идващи от горната повърхност на покритието на Pheobe, която също може да включва лед. Наблизо на Луната от Касини от 2004 г. се виждат ярки кратери, намекващи, че ледът е близо до повърхността.
Спицер успя да усети сиянието на хладния прах, който е само около 80 Келвина (минус 316 градуса по Фаренхайт). Охлаждащите обекти блестят с инфрачервено или топлинно излъчване; например дори чаша сладолед пламти с инфрачервена светлина. „Като съсредоточи блясъка на хладния прах на пръстена, Шпицер улесни намирането“, каза Вербискер.
Документът на екипа се появява в днешния брой на Nature. Онлайн версия е достъпна тук.
Надпис от водещо изображение: Художествена концепция на новия сатурниански пръстен. Кредит: НАСА / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC) Входящият кредит (Сатурн, Фийби и Япет) е НАСА / JPL / SSI. Любезност към изображението Anne Verbiscer
Източник: Интервю с Ан Вербисер
