Cassini-missionen til Saturn sluttede for halvandet år siden, men videnskabelige resultater kommer stadig fra alle de data, den indsamlede. Da Cassini flyttede tættere på Saturn i de sidste måneder, kiggede den meget detaljeret på gasgigantens ringe og rejste mellem dem og planeten selv. Den detaljerede inspektion rejste ganske mange spørgsmål om alle interaktioner, der formede disse ringe.
En ny artikel offentliggjort i Science præsenterer nogle af resultaterne fra Cassinis nærbillede af ringe.
Der findes mange små måneskyer inde i Saturns ringsystem, og disse kropper interagerer med de iskolde partikler, der udgør hovedparten af ringe. Dette resulterer i en række former og strukturer i ringstrukturen, ligesom hvordan planeter dannes i den protoplanetære disk omkring en stjerne. Det betyder, at ringene er som et laboratorium, som videnskabsmand kan kigge på for at lære om dannelsen af planeter.
”Disse nye detaljer om, hvordan månerne skulpturer ringe på forskellige måder, giver et vindue til dannelse af solsystemet ...”
Ledende forfatter og Cassini-videnskabsmand Matt Tiscareno fra SETI Institute i Mountain View, Californien.
Under Cassini-rumfartøjets sidste blik på ringe opdagede det strukturer og mønstre, der spænder fra klumpet til halmlignende. Denne sort rejser spørgsmål om, hvordan de nøjagtigt blev formet, og hvad historien med interaktionerne er, der formede dem. Tilføjelse til spørgsmålene er, hvordan farve, temperatur og kemi ændres på tværs af ringstrukturen.
Men som en masse videnskab, beder denne undersøgelse både nye spørgsmål og kaster lys over eksisterende spørgsmål.
F-ringen er den yderste bestemte ring i Saturns ringstruktur og sandsynligvis den mest aktive. Det indeholder funktioner, der kan variere i tidsskalaer så små som et par timer. En undersøgelse fra 2008 viste, at der er flere måneskinner på arbejde i F-ringen, og deres kollisioner og gravitationseffekter er ansvarlige for nogle af klumperne og langsgående kanaler i den ring.
I denne nye artikel nulstillede forskere en række påvirkningsgenererede striber i F-ringen, der har samme længde og orientering. De konkluderer, at en flok slagere, der ramte ringerne på samme tid, er ansvarlig. Dette er vigtigt, fordi det udelukker kometisk affald som en årsag og fremhæver den rolle, som strømme af materiale, der kredser om Saturn, spiller i udformningen af ringenes struktur.
"Disse nye detaljer om, hvordan månerne skulpturer ringe på forskellige måder, giver et vindue til dannelse af solsystemet, hvor du også har skiver, der udvikler sig under påvirkning af masser indlejret i dem," sagde hovedforfatter og Cassini-videnskabsmand Matt Tiscareno fra SETI Institut i Mountain View, Californien.
Den fremragende nærbillede af de ringe, som Cassini fangede under sine ringgræsningsbaner mellem december 2016 og april 2017, viste tre forskellige typer strukturer: klumpet, glat og stribet. De viser også tydeligt, at de tre typer findes i bælter med skarpe grænser mellem hinanden. Årsagen til dette er uklar, da forskere ikke kan identificere nogen ringegenskaber, der er forbundet med bælterne.
”Der skal være noget andet ved karakteristika ved partiklerne ... Og vi ved endnu ikke, hvad det er.”
Ledende forfatter og Cassini-videnskabsmand Matt Tiscareno fra SETI Institute i Mountain View, Californien.
”Dette fortæller os, hvordan ringene ser ud, ikke kun er en funktion af, hvor meget materiale der er,” sagde Tiscareno. ”Der skal være noget andet ved partiklernes karakteristika, måske påvirke, hvad der sker, når to ringpartikler kolliderer og sprænger af hinanden. Og vi ved endnu ikke, hvad det er. ”
Cassini havde endnu mere mystiske fund, som blev afsløret af dets synlige og infrarøde kortlægningspektrometer (VIMS). Som navnet siger, afbildede det ringe i både synlige og infrarøde. VIMS fandt usædvanligt svage vand-isbånd i den yderste del af A-ringen. Det er en uventet konstatering, da dette område vides at være meget reflekterende, og høj refleksionsevne normalt betyder mindre forurenet is og dermed stærkere vandisbånd.
VIMS havde flere overraskelser i vente. Mens forskere allerede vidste, at vandis er hovedkomponenten i Saturns ringe, var de temmelig sikre på, at andre is som ammoniakis og metanis var til stede. Men VIMS kunne ikke finde nogen af disse to is, og den kunne heller ikke finde organiske forbindelser, som skulle være der i betragtning af det organiske materiale, som Cassini tidligere fandt flyder fra D-ringen ind i Saturns atmosfære.
”Hvis organiske stoffer var der i store mængder - i det mindste i hoved A-, B- og C-ringe - ville vi se dem,” sagde Phil Nicholson, Cassini VIMS-videnskabsmand ved Cornell University i Ithaca, New York. ”Jeg er endnu ikke overbevist om, at de er en vigtig del af hovedringene.”
Dette er interessante nye fund for Saturn-forskere og er gåder, der kræver nye modeller til at forklare. Men ingen af dem kan toppe Cassinis mest overraskende opdagelse: At Saturns ringe er meget yngre end tidligere antaget.
Ifølge NASA Ames Research Center's Jeff Cuzzi, går vi ind i en ny fase af studiet af Saturn, der vil se nye modeller udviklet til at forklare disse nye fund.
”Vi ser så meget mere og tættere på, og vi får nye og mere interessante gåder,” sagde Cuzzi. "Vi er lige ved at finde ud af i den næste fase, der bygger nye, detaljerede modeller for ringevolution - inklusive den nye åbenbaring fra Cassini-data om, at ringene er meget yngre end Saturn."
Videnskab er både spændende og frustrerende, fordi hvert nyt fremskridt i forståelsen bringer sine egne spørgsmål. Dette er bestemt tilfældet med den nye forskning, der er baseret på dataene fra Cassinis nærmeste, bedste kig på Saturn og dens ringe.
”Det er som at skrue op endnu et hak på, hvad vi kunne se i ringene. Alle fik bare et klarere syn på, hvad der foregår, ”sagde Linda Spilker, Cassini-projektforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory. "At få den ekstra opløsning besvarede mange spørgsmål, men der er stadig så mange fristende."
Kilder:
- Pressemeddelelse: NASAs Cassini afslører ny skulptur i Saturn Rings
- Forskningsartikel: Cassini-Huygens 'udforskning af Saturn-systemet: 13 års opdagelse
- Undersøgelsesdokument: Bestemmelsen af strukturen af Saturns F-ring af nærliggende måneskaller
- NASA: Cassini Mission
- Space Magazine: Mimas skubber gennem Saturns ringe som en sneplov
