Špicera kosmiskais teleskops ir izpļāpājis milzīgu gredzenu ap Saturnu, kas ir lielākā un vistālākā tālā josla ap šo gredzenoto pasauli. Cik liels ir šis gredzens? "Ja jums būtu tādas infrasarkanas acis kā Špicerim," sacīja Virdžīnijas universitātes Šarlotesvillas pētniecības astronome Anne Verbiscer, "no Zemes tas izskatās kā viens pilnmēness abpus Saturnam." Tas ir neticami milzīgi! Materiāla lielākā daļa sākas apmēram sešu miljonu kilometru (3,7 miljonu jūdžu) attālumā no planētas un uz āru sniedzas aptuveni vēl 12 miljonu kilometru (7,4 miljoni jūdžu) attālumā. Miljons Zemes varētu ietilpt kosmosa apjomā, ko šis gredzens aizņem.
Tātad, kāpēc šī gigantiskā struktūra nav atklāta iepriekš?
“Tas ir ļoti, ļoti vājš; ārkārtīgi niecīgs, ”Verbiscer stāstīja Space Magazine. “Ja jūs stāvētu gredzena iekšpusē, jūs to pat neuzzinātu. Kubikkilometra telpā ir tikai 10-20 daļiņu. Daļiņas ir apmēram tāda paša izmēra kā miglas daļiņas, taču tās ir ļoti izkliedētas. Mēs tikai skatāmies uz siltumnīcefekta gāzēm, kuras šīs mazās daļiņas izdala; novērojumos, ko veicām ar Špiceri, mēs vispār neskatāmies uz atspoguļoto saules gaismu. Tas ir tas, kas padara Spitzer par ideālu instrumentu, ko izmantot, lai mēģinātu atrast šādu putekļu struktūru. Šis gredzens ir pilnīgi analogs gružu diskiem ap citām zvaigznēm, ko Špicers ir novērojis. ”
Pētnieku grupa ne tikai paklupa uz šī gredzena; viņi to meklēja. Komandā ir Verbiscer, Douglas Hamilton no Merilendas universitātes, College Park un Michael Skrutskie no Virdžīnijas universitātes, Charlottesville. Viņi Spitzerā izmantoja garāka viļņa infrasarkano kameru, sauktu par daudzjoslu attēlveidošanas fotometru, un savus novērojumus veica 2009. gada februārī, pirms Spitzer maijā beidzās dzesēšanas šķidrums un sāka savu “silto” misiju.
“Vairāk nekā 300 gadus cilvēki ir centušies izskaidrot Saturna mēness Iapetus izskatu (kuru 1671. gadā atklāja Džovanni Cassini) un kāpēc viena mēness puse ir gaiša, bet otra - ļoti tumša,” sacīja Verbisceris. “Pēdējo 35 gadu laikā vēl viens mēness Fēbe ir parādījis iespējamo izskaidrojumu, jo starp šiem diviem mēnešiem ir saistība. Pats Fēbs ir ļoti, ļoti tumšs, un tas atbilst Iapetus vadošās puslodes albedo vai tumšā materiāla spilgtumam. Fēbai ir retrogrāda orbīta, un Iapetus atrodas pro-klases orbītā. Tātad, ja daļiņas tiktu palaistas no Fēbes un spirāles virzienā uz Saturnu, tās būtu smacējošas Iapetus tieši tajā vadošajā puslodē. ”
Verbiscers sacīja, ka dinamiski šis Iapetus tumšās puses skaidrojums ir ticis runāts un mēģināts modelēt. Bet neviens nebija domājis izmantot Špiceri, lai šajā apgabalā meklētu putekļus. "Tātad, tāda bija mūsu ideja," viņa sacīja. “Mūsu priekšlikuma nosaukums bija“ Jauns Saturnas gredzens. ”Mēs noteikti meklējām putekļu struktūru, kas saistīta ar Fēbe un atrodas tajā pašā orbītā, un tieši to mēs redzam.”
Verbiscers sacīja, ka pat Cassini kosmosa kuģim un it īpaši attēlveidošanas kamerām būs ļoti grūti redzēt šo gredzenu, jo tas tiek parādīts tikai infrasarkanajā režīmā. Plus Cassini atrodas šī gredzena iekšpusē, un viņam būtu jāraugās no citiem Saturna gredzeniem. "Šis gredzens ir tik liels, bet tomēr tik vājš, ka to būtu grūti uzzināt, kad to skatījāties, bet kad vēl nebijāt."
Šī gredzena vertikālais augstums un orbītas slīpums lieliski sakrīt ar Fēbe orbītu debesīs. "Ja jums būtu jāapzīmē, kur laika gaitā parādās Fēbe, kad tas iet ap Saturnu, gredzens precīzi sakrīt, sacīja Verbisceris. “Padomājiet par ceturtdaļu, kas vērpjas uz galda; gredzenam ir tāds pats vertikālais gals, un Fēbe orbītā veic tāda paša veida lietas. ”
Jautājumā par to, vai putekļu daļiņas no pašas Fēbes vai arī Fēbe “gaida” dažas daļiņas šajā konfigurācijā, zinātniekiem nav precīzu pierādījumu, taču, visticamāk, putekļu daļiņas ir no Fūbas. "Mums tam nav stingra apstiprinājuma, taču ir ļoti ieteicams, ka tas nāk no Fēbe," sacīja Verbiscers. "Materiāli kopā veido to, ko jūs varētu iegūt, izrakot krāteri apmēram kilometra diametrā Fobē."
Fēbe ir 200 km gari un stipri krāteri, tāpēc 1 km krāteris nav pārāk milzīgs krāteris. "Tātad, mēs nevaram paskatīties uz noteiktu krāteri uz Fēbe un teikt, ka viens radīja gredzenu," paskaidroja Verbisceris. "Iespējams, ka tas ir saistīts ar vairākiem dažādiem mazākiem triecieniem, un gredzens tiek piegādāts no sekojošām triecieniem un mikrometeorītiem, kas triecas Fobē, palaižot materiālu šajā gredzenā, putekļus un materiālus no Fīnija virsmas ievietojot Fēbim līdzīgā orbītā."
Tomēr joprojām ir mazliet noslēpums par Iapetus vadošās puslodes krāsu.
Abi mēneši ir bieži salīdzināti pēc sastāva, un tuvajā infrasarkanajā telpā tiem ir raksturīgas absorbcijas īpašības. Tomēr ultravioletā starojuma spektri neatbilst. “Runājot par krāsu, Iapetus tumšā krāsa izskatās nedaudz sarkanāka, salīdzinot ar Fēbiju, tāpēc ir neliela krāsu neatbilstība,” sacīja Verbiscers. “Tā varētu būt krāsu atšķirība, ņemot vērā daļiņas, kas izdalītas no Fēbe, sajaucot ar visu, kas atrodas Iapetus. Tas varētu būt kaut kas interesants, ko izpētīt, izveidot dažus spektrālās sajaukšanas modeļus, lai izstrādātu kādu pirmatnēju Iapetus materiālu un sajauktu ar Fēbe materiālu, lai redzētu, vai tie kaut kādā veidā kļūst sarkani. ”
Pats gredzens ir pārāk vājš, lai ņemtu spektru, lai mēģinātu noteikt, no kādiem materiāliem veido gredzenu, taču pieņēmumi ir, ka materiāli nāk no Pheobe kraterētās virsmas augšējās virsmas, kurā varētu būt arī nedaudz ledus. Cassini tuvplānā no 2004. gada redzami spilgti krāteri, norādot, ka ledus ir tuvu virsmai.
Špiceris spēja sajust vēso putekļu mirdzumu, kas ir tikai ap 80 kelviniem (mīnus 316 grādi pēc Fārenheita). Atdzist objekti spīd ar infrasarkano staru vai termisko starojumu; piemēram, pat tasi saldējuma ir degoša ar infrasarkano gaismu. “Koncentrējoties uz gredzena vēso putekļu mirdzumu, Špicers ļāva to viegli atrast,” sacīja Verbisceris.
Komandas raksts ir parādīts šodienas žurnālā Nature. Tiešsaistes versija ir pieejama šeit.
Galvenā attēla paraksts: Jaunā Saturna gredzena mākslinieka koncepcija. Kredīts: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC) Ieguldījumu kredīts (Saturns, Fēbe un Iapetus) ir NASA / JPL / SSI. Attēla pieklājība Anne Verbiscer
Avots: Intervija ar Annu Verbisceru
