Отдавна е известно, че пръстените на Сатурн не са перфектните обръчи, които се появяват, както в малките аматьорски телескопи, и когато космическият апарат Касини влезе в орбита около Сатурн, мъгливото разстройство на масивния В пръстен става още по-очевидно. Учените бяха смаяни от извисяващи се вертикални конструкции, издълбани ръбове на пръстените и странни витла, подобни на витлата. Но учените сега са открили причината за тези странни особености: Регионът действа точно като спирална галактика, каза Каролин Порко, ръководител на екипа на екипа за изображения на Касини.
„Намерихме това, което се надявахме, че ще открием, когато тръгнахме на това пътуване с Касини преди близо 13 години“, каза Порко, „(и получихме) видимост в механизмите, изваяли не само пръстените на Сатурн, но и небесните дискове с много по-голям мащаб, от слънчевите системи, като нашата собствена, чак до гигантските спирални галактики. "
Пръстенът B е една от най-динамичните области в пръстените на Сатурн и изненадващо, казват учените, пръстените се държат като миниатюрна версия на нашата собствена галактика Млечен път.
Когато космическият кораб "Вояджър" летеше от Сатурн през 1980 и 1981 г., учените видяха, че външният ръб на B пръстена на планетата е оформен като въртящ се сплескан футбол от гравитационните смущения на Мимас. Но дори в заключенията на Вояджър беше ясно, че поведението на външния Б пръстен е много по-сложно от всичко, което може да направи самият Мимас.
Чрез анализа на хиляди изображения на Касини от пръстена на В, взети за четиригодишен период, Порко и нейният екип са открили източника на по-голямата част от сложността: поне три допълнителни, независимо въртящи се вълнови модели или трептения, които изкривяват Р пръстен на ръба.
Колебанията се движат около пръстена с различна скорост и малките, произволни движения на пръстеновидните частици подават енергия във вълна, която се разпространява навън през пръстена от вътрешна граница, отразява се от външния ръб на B пръстена (който се изкривява като резултат) и след това пътува навътре, докато се отразява от вътрешната граница. Това непрекъснато отражение назад и напред е необходимо, за да се развият тези вълнови модели и да станат видими като изкривявания във външния ръб на B пръстена.
Гледайте видео на трептенията.
Тези трептения с един, два или три лоба не се създават от никакви луни. Вместо това те са възникнали спонтанно, отчасти защото пръстенът е достатъчно плътен, а ръбът на B пръстен е достатъчно остър, за да могат вълните да растат самостоятелно и след това да се отразяват на ръба.
Малките, произволни движения на пръстена подават енергия във вълна и я причиняват да расте. Новите резултати потвърждават предсказание от ерата на Вояджър, че същият този процес може да обясни всички озадачаващи хаотични форми на вълни, открити в най-плътните пръстени на Сатурн, от десетки метра до широки стотици километри.
„Този процес вече е проверен, за да създаде вълнови функции в плътните пръстени на Сатурн, които са с малък мащаб… около 150 метра или повече“, написа Порко в своята функция „Дневник на капитана“ на уебсайта CICLOPS (Cassini imaging). "Това, че сега изглежда също произвежда вълни с големи, стотици километри мащаби във външния B пръстен, говори, че той може да работи в плътни пръстени на всички пространствени скали."
„Тези трептения съществуват по същата причина, че струните на китарата имат естествени режими на трептене, които могат да се възбуждат, когато се скубят или смущават по друг начин“, казва Джоузеф Спитал, сътрудник на екипа на Cassini Imaging и водещ автор на нова статия в Astronomical Journal, публикувана днес , "Пръстенът също има свои естествени честоти на трептене и това е, което наблюдаваме."
Астрономите смятат, че подобни „самовъзбудени“ колебания съществуват в други дискови системи, като спирални дискови галактики и протопланетни дискове, открити около близките звезди, но те не са успели директно да потвърдят съществуването им. Новите наблюдения потвърждават първите мащабни колебания на вълната от този тип в широк диск от материал навсякъде в природата.
Самовъзбуждащите се вълни на малки, 100-метрова скала са били наблюдавани по-рано от инструментите на Касини в няколко плътни пръстеновидни области и са приписвани на процес, наречен „вискозна свръхстабилност“.
"Обикновено вискозитетът или устойчивостта на потока затихва вълните - начинът, по който звуковите вълни, пътуващи във въздуха, биха изчезнали", казва Питър Голдрайх, теоретик на планетен пръстен от Калифорнийския технологичен институт. "Но новите открития показват, че в най-плътните части на пръстените на Сатурн вискозитетът всъщност усилва вълните, обяснявайки мистериозни канали, които се виждат за първи път в изображения, направени от космическия кораб" Вояджър "."
„Колко е удовлетворяващо най-сетне да се намери едно обяснение за повечето, ако не и всички, на хаотично изглеждащата структура, която за пръв път видяхме в плътните райони на Сатурн отдавна с Вояджър“, каза Порко, „и оттогава сме виждали изящно с Касини . "
Източник: JPL, CICLOPS
