University of Colorado v nástroji postavenom na balvane, ktorý jazdil na kozmickej lodi Cassini-Huygens, sa používa na rozlíšenie objektov v Saturnových prstencoch menších ako futbalové ihrisko, čo ich robí dvakrát tak ostrými ako akékoľvek predchádzajúce pozorovania prstencov.
Joshua Colwell z laboratória CU-Boulderovho laboratória pre atmosféru a vesmírnu fyziku uviedol, že pozorovania sa uskutočnili pomocou ultrafialového zobrazovacieho spektrografu alebo UVIS, keď Cassini bola od Saturn v júli asi 4,2 milióna kilometrov alebo 6,75 milióna kilometrov. Saturn obieha okolo Slnka zhruba 1 miliardu kilometrov od Zeme.
Colwell a jeho kolegovia použili techniku známu ako hviezdna okultizácia na zobrazenie čiastočiek prstenca tak, že nástroj cez krúžky nasmerovali na hviezdu Xi Ceti. Kolísanie hviezdneho svetla prechádzajúceho prstencami poskytuje informácie o štruktúre a dynamike častíc v nich, uviedol Colwell, člen vedeckého tímu UVIS.
Systém Saturn prirovnal k záznamu mamutieho fonografu, s planétou uprostred a prstencami siahajúcimi viac ako 40 000 míľ alebo 64 000 kilometrov. Veľkosť častíc prstenca sa líši od prachových škvŕn po hory, pričom väčšina sa pohybuje medzi mramormi a balvanmi.
Cassiniho pozorovania ukazujú dramatické variácie v počte kruhových častíc na veľmi krátke vzdialenosti, uviedol Colwell. Častice v jednotlivých prstencoch sú zviazané tesne pri sebe, pričom množstvo materiálu náhle klesá na okraji prstenca.
"Pri nových pozorovaniach vidíme, že niektoré okraje prsteňov sú veľmi ostré," uviedol Colwell. Ostré okraje malých prstencov sú zjavné najmä v kruhu C a v takzvanej divízii Cassini na oboch stranách svetlého kruhu B, najväčšieho kruhu Saturn.
Pozorovania spoločnosti Cassini s UVIS ukazujú, že vzdialenosť medzi prítomnosťou a neprítomnosťou obiehajúceho materiálu na niektorých okrajoch prstenca môže byť tak dlhá ako 160 stôp alebo 50 metrov od dĺžky bežného komerčného prúdového lietadla.
Ostré hrany ilustrujú dynamiku, ktorá obmedzuje kruhové procesy proti ich prirodzenej tendencii rozširovať sa do blízkeho, prázdneho priestoru, uviedol Colwell. "Príroda odmieta vákuum, takže je pravdepodobné, že gravitácia spôsobí blízky malý mesiac a prebiehajúce zrážky meteoroidov obmedzujú častice v kruhu."
Colwell predstavil svoje zistenia na 36. výročnom stretnutí oddelenia planetárnych vied, ktoré sa konalo v meste Louisville v Kalifornii 8. až 12. novembra.
Hviezdny okultizačný proces využívajúci UVIS tiež ukazuje pohľady na vlny s vysokou hustotou viditeľné v niekoľkých vlnách hustoty, vrátane predtým nevysloveného, uviedol. Vlny hustoty sú vlnkovité rysy v prstencoch spôsobené vplyvom Saturnových mesiacov - v tomto prípade malý mesiac Janus.
"Malé mesiace blízko Saturnových prstencov miešajú častice prsteňa gravitačným ťahom," uviedol Colwell. Na určitých miestach v prstencoch, známych ako rezonancie, sa obežná dráha konkrétneho mesiaca zhoduje s obežnou dráhou určitých kruhových častíc spôsobom, ktorý zlepšuje proces miešania.
Vlny hustoty, ktoré sa podobajú pevne navinutej špirále podobne ako drážka v fonografickom zázname, sa pomaly šíria od rezonancie smerom k rušivému mesiacu. "To môže vytvoriť vlnu v kruhu, ktorá vyzerá ako vlnenie v rybníku," povedal Colwell.
"Tvar týchto vrcholov a žľabov vĺn pomáha vedcom pochopiť, či sú častice prsteňa tvrdé a skákacie, ako napríklad golfová loptička, alebo mäkké a menej skákacie, ako snehová guľa," uviedol Colwell. Poznamenal, že na stanovenie hmotnosti a hrúbky prstencov planéty sa použili analýzy vlny hustoty vedcov zapojených do misie Voyager 2 NASA, ktorá navštívila Saturn v roku 1981.
Misia Cassini-Huygens je projektom spolupráce NASA, Európskej vesmírnej agentúry a Talianskej vesmírnej agentúry. Jet Propulsion Laboratory, divízia kalifornského technologického inštitútu v Pasadene, riadi misiu Cassini-Huygens pre vedecké riaditeľstvo misie NASA vo Washingtone, D.C.
Profesor CU-Boulder Larry Esposito z LASP je hlavným výskumným pracovníkom pre UVIS prístroj vo výške 12,5 milióna dolárov, navrhnutý a vyrobený pre JPL v CU-Boulder.
Pôvodný zdroj: CU Boulder News Release
