Czemu pierścień F Saturna się powiększa?

Saturn - szósta planeta Układu Słonecznego słynie głównie ze swoich przepięknych pierścieni, których posiada ona aż 17. Pierścień F jest jednym z grupy czterech gęstszych pierścieni, tzw. głównych, a skrywa on bardzo ciekawą zagadkę. Dziś jest on dwukrotnie jaśniejszy i trzykrotnie szerszy niż w latach 1980-81 gdy obok Saturna przelatywała sonda Voyager. Czemu tak się stało?

Pierścienie Saturna są nie tylko piękne lecz także tajemnicze - do dziś nie do końca wiadomo jak powstały i w jaki sposób są one w stanie utrzymać się na orbicie w tak idealnym kształcie - modele dla układów tak niewielkich cząsteczek, jakie wchodzą w ich skład wskazują wyraźnie, że z czasem pierścienie powinny po prostu spaść na powierzchnię planety. A z pierścieniem F - jednym z czterech pierścieni głównych - dzieje się coś zupełnie odwrotnego - zdaje się on powiększać.

Zespół astronomów pod kierownictwem Roberta Frencha z SETI Institute postanowił przeanalizować dokładnie dane dotyczące tej struktury - zebrał on zdjęcia z przelotów sondy Cassini obok Saturna z lat 2004 i 2009 i na ich podstawie dokonał dokładnych pomiarów porównując je z danymi zebranymi przez sondę Voyager, która w okolicach Saturna znajdowała się na samym początku lat 80.

I okazało się, że pierścień ten zwiększył swoją szerokość z około 200 do niemal 600 kilometrów i jest on dwukrotnie jaśniejszy.

Głównym podejrzanym jest tu Prometeusz - jeden z wewnętrznych księżyców Saturna, który ma bardzo duży wpływ właśnie na ten pierścień. Już wcześniej zaobserwowano, że potrafi on grawitacyjnie skręcać nieco pierścień F, pobierać materię z niego, a do tego dziś jest on bliżej pierścienia niż był w latach 80.

Zdaniem badaczy kluczowe jest zjawisko zaobserwowane w 2006 roku gdy pierścień nagle zwiększył jasność, co najprawdopodobniej spowodowane jest tym, że wleciał on w chmurę pyłu, a jego cząsteczki zderzały się z nią rozdrabniając się.

Pojawia się jednak problem, bo taki rozdrobniony pył opadłby w kierunku planety, a zatem pierścień F musi mieć dobre źródło nowej materii. Astronomowie uważają, że odpowiadać za to może samonapędzający się mechanizm - gdy pierścień dostaje nową materię z przelatujących obok niego księżyców staje się on grubszy, a jego orbita się nieco destabilizuje. Wobec tego część pyłu trafia na dalsze orbity i rozprasza się nieco, a później zaczyna z powrotem opadać w kierunku pierścienia zderzając się z nim - co my widzimy jako jego rozjaśnienie.

Jeśli teoria ta jest właściwa to rozjaśnianie i przyciemnianie pierścienia F jest cykliczne dzięki czemu obserwacje powinny ją potwierdzić. Zgodnie z nią już za 2 lata pierścień powinien znajdować w podobnej konfiguracji co w roku 1980, a więc powinien wyglądać podobnie jak wtedy gdy widział go Voyager.

A zatem musimy jeszcze nieco poczekać i zagadka powinna się rozwiązać.

Źródło: