Новые скульптуры в кольцах Сатурна показывает Кассини

Как показывает новый анализ, когда космический робот Кассини приблизился к Сатурну в последний год, космический аппарат проанализировал сложные детали работы сложных колец Сатурна. Хотя миссия завершилась в 2017 году, наука продолжает получать все более интересные факты из собранных данных. В новой статье, опубликованной 13 июня в журнале «Science», описаны результаты сканирования четырех приборов Кассини, в которых собраны наблюдения основных колец.

Результаты включают в себя тонкие детали особенностей структур колец планеты. Текстуры и узоры, от вырезов до соломинок, появляются на изображениях, вызывая вопросы о взаимодействии, которое их сформировало. Новые карты показывают, как цвета, химия и температура меняются по кольцам. Подобно планете, строящейся внутри диска из протопланетного материала, крошечные луны, встроенные в кольца Сатурна (называемые от A до G в порядке их открытия), взаимодействуют с частицами вокруг них.

Таким образом, статья предоставляет еще одно доказательство того, что кольца являются ключомк процессам астрофизического диска, которые формируют нашу солнечную систему. Наблюдения также углубляют понимание ученых сложной системы Сатурна. Ученые приходят к выводу, что на внешнем краю главных колец серия похожих полос, образованных при ударе, в кольце F имеет одинаковую длину и положение, показывая, что они, вероятно, были вызваны скоплением камней, которые все ударялись об кольцо время от времени.

Это показывает, что кольцо сформировано потоками материала, которые вращаются вокруг самого Сатурна, а не, например, кометными развалинами (движущимися вокруг Солнца), которые попадают в кольца. «Эти новые детали того, как луны по-разному создают кольца, дают ключ к пониманию о формировании солнечной системы, где у вас также есть диски, развивающиеся под влиянием масс, находящихся в них», - сказал ведущий автор и ученый Кассини Мэтт Тискарено из SETI Институт Маунтин-Вью, Калифорния.

Вечные тайны

В то же время, новые загадки возникли, а старые загадки стали еще сложнее с последними исследованиями. Кольцевые изображения крупным планом позволили выделить три различные текстуры - комковатые, гладкие и полосатые - и дали понять, что эти текстуры встречаются в поясах с резкими границами. Но почему? Во многих местах пояса не связаны с какими-либо кольцевыми характеристиками, которые ученые еще не определили.

«Это говорит нам о том, что еще слишком многое в данной области не изучено», - сказал Тискарено. «Должно быть что-то другое в характеристиках частиц, возможно, влияющих на то, что происходит, когда две кольцевые частицы сталкиваются и отскакивают друг от друга. И мы пока не знаем, что это такое».

Анализируемые данные были собраны на Кольцевых орбитах (с декабря 2016 года по апрель 2017 года) и в Гранд-финале (с апреля по сентябрь 2017 года), когда Кассини пролетел чуть выше облачных вершин Сатурна. Поскольку на космическом корабле заканчивалось топливо, команда миссии преднамеренно погрузила его в атмосферу планеты в сентябре 2017 года.

Решения загадок планеты

Видимый и инфракрасный спектрометр Кассини (VIMS) раскрыл еще одну загадку. Спектрометр, который отображал кольца в видимом и ближнем инфракрасном свете, обнаружил необычайно слабые полосы льда в самой внешней части кольца A. Это стало неожиданностью, поскольку известно, что этот район обладает высокой отражающей способностью, что обычно является признаком менее загрязненного льда и, следовательно, более плотных полос чистого льда.

Новая спектральная карта также проливает свет на состав колец. И хотя ученые уже знали, что чистый лед является основным компонентом, спектральная карта исключала обнаруживаемый аммиачный лед и метановый лед в качестве составляющих. Но он также не видит органических соединений - сюрприз, учитывая, что обнаруженный Кассини органический материал перемещается из кольца D в атмосферу Сатурна.

«Если бы органика была в большом количестве - по крайней мере, в основных кольцах A, B и C - мы бы это заметили», - сказал Фил Николсон, ученый Cassini VIMS из Корнельского университета в Итаке, Нью-Йорк. «Я еще не уверен, что они являются основным компонентом главных колец». Исследование сигнализирует о начале следующей эры науки Кассини, сказал Джефф Куцци из Центра исследований Эймса из НАСА, который изучает кольца Сатурна с 1970-х годов и является междисциплинарным ученым по изучению колец в миссии Кассини.

«Теперь мы способны видеть намного больше, и, следовательно,мы получаем новые и более интересные загадки», - сказал Куцци. «Мы только начинаем переходить к следующему этапу, на котором строятся новые подробные модели эволюции колец, включая новое открытие из данных Кассини о том, что кольца намного моложе Сатурна».

Новые наблюдения дают ученым еще более точное представление о кольцах, чем раньше, и каждое исследование выявляет новые сложности, говорит ученая проекта Кассини Линда Спилкер, базирующаяся в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния.

«Теперь мы приближаемся все ближе и ближе к разгадке. У каждого просто было более четкое представление о том, что происходит, в отличии от настоящего момента», - сказал Спилкер. «Получение такого дополнительного разрешения позволило ответить на многие вопросы, но все еще остается множество загадок, мучающих нас». Миссия Кассини-Гюйгенс является совместным проектом НАСА, Европейского космического агентства (ESA) и Итальянского космического агентства. JPL, подразделение Caltech в Пасадене, управляет миссией для Управления научной миссии НАСА в Вашингтоне. JPL спроектировал, разработал и собрал орбитальный аппарат Cassini. Радиоантенна была построена JPL и Итальянским космическим агентством в сотрудничестве с членами команды из США и ряда европейских стран.