Показательный пример: узкое, хаотичное и комковатое кольцо F Сатурна. Недавнее исследование, финансируемое НАСА, сравнивало появление кольца F за шесть лет наблюдений миссии Кассини с его появлением во время облета Сатурна миссии НАСА "Вояджер" 30 лет назад. Исследовательская группа обнаружила, что, хотя общее количество комков в кольце F осталось прежним, количество исключительно ярких комков материала за это время резко упало. В то время как «Вояджеры» видели два или три ярких скопления в каждом конкретном наблюдении, Кассини заметил только два из них за шестилетний период.
Они задавались вопросом, какие физические процессы могут вызвать резкое ухудшение только самых ярких из этих особенностей?В то время как различные особенности многих колец Сатурна демонстрируют заметные изменения за несколько лет, кольцо F, кажется, меняется в зависимости от дней и даже часов. Попытка выяснить, что является причиной беспокойного поведения кольца, — основная цель ученых, работающих над Кассини.«F-кольцо Сатурна выглядит принципиально иначе со времен« Вояджера »и до эры Кассини», — сказал Роберт Френч из Института SETI в Маунтин-Вью, Калифорния, который руководил исследованием вместе с главным исследователем SETI Марком Шоуолтером. «Это создает для нас непреодолимую загадку».
Исследователи предполагают, что самые яркие сгустки в кольце F вызваны повторяющимися ударами в его ядро небольшими лунными спутниками шириной до 3 миль (5 километров), чьи пути вокруг Сатурна лежат близко к кольцу и пересекают его на каждой орбите. Они предполагают, что уменьшение количества ярких сгустков является результатом уменьшения количества этих маленьких лун между эпохами "Вояджера" и "Кассини".Что касается того, что могло стать причиной дефицита лунных частиц, у команды есть подозреваемый: спутник Сатурна Прометей.
Кольцо F окружает планету в особом месте, недалеко от места, называемого пределом Роша — подойдите ближе к Сатурну, чем это, и приливные силы гравитации планеты разорвут более мелкие тела. «Материал, находящийся на таком расстоянии от Сатурна, не может решить, хочет ли он остаться в виде кольца или слиться, чтобы сформировать луну», — сказал Френч. Прометей вращается внутри кольца F и усиливает пандемониум, взбалтывая частицы кольца, иногда приводя к созданию лунок, а иногда и к их разрушению.Каждые 17 лет орбита Прометея выравнивается с орбитой кольца F таким образом, что его влияние особенно сильно. Исследовательская группа считает, что это периодическое выравнивание может стимулировать создание множества новых лун.
Затем лунные шары неоднократно врезались в кольцо F, как машины в голливудской скоростной погоне, создавая яркие сгустки, когда они разбивались о дорожки из материала кольца. Со временем будет образовываться меньше сгустков, потому что сами лунки в конечном итоге уничтожаются всеми сбоями.
Как и в случае с любой хорошей научной гипотезой, исследователи предлагают способ проверить свои идеи. Бывает, что столкновения "Вояджера" с Сатурном произошли через несколько лет после выравнивания 1975 года между Прометеем и кольцом F, и Кассини присутствовал при выравнивании 2009 года. Если периодическое влияние Луны действительно вызывает появление новых лун, то исследователи ожидают, что Кассини увидит, что кольцо F вернется к количеству ярких сгустков, подобному «Вояджеру», в следующие пару лет."Продолжающееся присутствие Кассини на Сатурне дает нам интересную возможность проверить это предсказание", — сказала Линда Спилкер, ученый проекта Кассини в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, которая не принимала участия в исследовании. «Каким бы ни был результат, мы обязательно узнаем что-то ценное о том, как кольца, а также планеты и луны образуются и развиваются».
Исследование Френча и его коллег было опубликовано в онлайн-выпуске журнала Icarus 15 июля 2014 года.Лаборатория реактивного движения НАСА управляет полетами "Вояджер" и "Кассини-Гюйгенс" для Управления научных миссий НАСА в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне.
Более подробная информация о Cassini доступна по адресу: http://www.nasa.gov/cassini и http://saturn.jpl.nasa.gov.