Jos yrität soveltaa yksinkertaista maalaisjärkeä siihen, miten Saturnuksen renkaat todella toimivat, olet pahasti väärässä: jättiläisplaneetan tunnuspiirteet kiertävät keskimääräistä maallista intuitiota. Näin on ollut vuosisatoja, ja se on edelleen totta tänään viimeaikaisten uutisten jälkeen Cassini ettärenkaiden läpinäkymättömimmät osat eivät välttämättä ole tiheimpiä;Saturnuksen ulkonäkö kirjaimellisesti pettää.
Vaikka renkaat ovat yhteisiä kaikille aurinkokuntamme kaasu- ja jääjättiplaneetoille, Saturnus on ylivoimaisesti ”rengaskuningas” rengasjärjestelmänsä suuren suuruuden, monimutkaisuuden ja täydellisen kauneuden suhteen. Havaittiin ensin kaukoputken läpi Galileo vuonna 1610 , Saturnuksen loistavien renkaiden ajateltiin alun perin olevan ylimääräisiä 'tähtiä' tai kenties kiinteitä ulkonemia planeetan molemmilla puolilla, kuten kupin kahvoja. Vasta vuonna 1659 hollantilainen tähtitieteilijä Christiaan Huygens päätti, että kahvat olivat itse asiassa ympyrärengas, joka ei ollut kiinnitetty Saturnukseen, 'mutta ne oli erotettu siitä samalla etäisyydellä ympäriinsä'.( Lähde )Ja vain kuusitoista vuotta myöhemmin Giovanni Cassini havaitsi Saturnuksen renkaiden suurimman aukon (josta tuli hänen kaimansa) ja päätti oikein, että ne on jaettu osiin.
Kuva Saturnuksesta Pioneer 11:stä, otettu elokuussa 1979. (NASA)
Vaikka Galileo, Huygens ja Cassini antoivat arvokkaan panoksen Saturnuksen tutkimukseen, he kaikki olettivat renkaiden olevan kiinteitä. Ranskalainen tähtitieteilijä Jean Chapelin ehdotti vuonna 1660, että renkaat on tehtävä pienistä hiukkasista, jotka liikkuvat Saturnuksen kiertoradalla. Tämä kuitenkin vahvistettiin vasta 1850-luvun lopulla, kun kuuluisa fyysikko James Clerk Maxwell laski, että painovoimien ja dynaamisen vakauden vuoksi niin suuressa kiinteässä esineessä 'renkaiden täytyy koostua irrallisista hiukkasista; ne voivat olla joko kiinteitä tai nestemäisiä, mutta niiden on oltava itsenäisiä.'( Lähde )
MaxwellinSaturnuksen renkaiden liikkeen vakaudestajulkaistiin 100 vuotta sitten Pioneer 11 antoi meille ensimmäiset lähikuvamme Saturnuksesta. Katso Saturnuksen renkaiden havaintojen aikajana täältä.
Pikakelaus nykypäivään.
Lukemattomien havaintojen lisäksi maanpäällisistä teleskoopeista ja avaruusobservatorioista, kuten Hubble , Molemmat ovat lentäneet Saturnuksen ohi Pioneer 11:n jälkeen Voyagers 1 ja 2 ja sitä tutkii parhaillaan NASAn Cassini-avaruusalus, joka on pian alkamassa kahdestoista kiertoradan tutkimusvuotensa. Cassini-tehtävän kautta olemme oppineet enemmän Saturnuksesta, sen renkaista ja kuuperheestä viimeisen vuosikymmenen aikana kuin meillä oli 394 vuoden aikana siitä, kun Galileo katsoi sitä ensimmäisen kerran kotitekoisen kaukoputkensa kautta. Ja mitä tulee sen sormuksiin, tutkijat oppivat, mikä näyttää siltä, että enemmän on todella vähemmän.
Saturnuksen uskomattoman monimutkainen rengasjärjestelmä on jaettu kahteen osaan erilliset alueet , joka on nimetty aakkosjärjestyksessä ulospäin planeetoista D, C, B, A, F, G ja E. (Siellä on myös valtava ja hajanainen infrapuna-näkyvä rengas ympäröivät Saturnusta kaukaa, mutta emme käsittele sitä tässä.) Kaikki nämä osat – jokainen muodostuu kiertävistä jäähiukkasista, jotka vaihtelevat talon kokoisista kynttilän savua hienompiin – ulottuu 464 000 km:n matkalle (yli 288 000 mailia). ) Saturnuksen ilmakehän huipulta.. mutta ne ovat vain noin kymmenen metriä (30 jalkaa) paksuja.
Lue lisää: Mistä Saturnuksen renkaat on tehty?
Saturnuksen B-renkaan opasiteetti on selkeä (tarkoitus) tässä Cassini-kuvassa. (NASA/JPL/SSI)
Yksi Saturnuksen rengasosista – B – on paljon visuaalisesti läpinäkymättömämpi kuin muut, mikä näkyy sekä sen heijastavuuden vuoksi, että se, miten se estää taustatähtien valoa kulkemasta sen läpi yhtä helposti kuin muissa renkaissa. Voidaan nopeasti päätellä, että tällainen näennäisesti tiheä rengas sisältäisi siksi huomattavasti enemmän massaa. Silti, kuten käy ilmi, niin ei ole.
Cassinin mitat tiheys aallot Liikkuminen B-renkaan poikki reaktiona lähellä olevien kuuiden painovoiman vaikutuksiin on antanut tutkijoille ensimmäisen tarkan 'punnitus' renkaan ytimen. He löysivät amelko tasainen massan jakautuminen riippumatta renkaan peittävyyden muutoksista.
”Tällä hetkellä ei ole läheskään selvää, kuinka alueilla, joilla on sama määrä materiaalia, voi olla niin erilaisia opasiteettia. Se voi olla jotain, joka liittyy yksittäisten hiukkasten kokoon tai tiheyteen, tai sillä voi olla jotain tekemistä renkaiden rakenteen kanssa', sanoi Matthew Hedman 2. helmikuuta antamassaan lehdistötiedotteessa. Hedman on tuoreen tutkimuksen pääkirjailija ja Cassiniin osallistuva tutkija Idahon yliopistossa Moskovassa.
Ja vaikka 25 500 kilometriä leveässä B-renkaassa on todennäköisesti suurin massa Saturnuksen renkaista,se on vain noin kaksi-kolme kertaa,vaikka se on kymmenen kertaa läpinäkymättömämpi kuin sen ulkoinen A-renkaan naapuri.
'Ulkoasu voi olla harhaanjohtavaa', totesi tutkija Phil Nicholson Cornell-yliopistosta Ithacassa, New Yorkissa. 'Hyvä analogia on, että sumuinen niitty on paljon läpinäkymättömämpi kuin uima-allas, vaikka allas on tiheämpi ja sisältää paljon enemmän vettä.'
Käydä järkeen. (Ja taas, aistisi voivat huijata sinua tähtitiedossa!)
Saturnuksen B-renkaan (vasemmalla) ja A-renkaan (oikealla) vertailu näkyvässä valossa Cassini-divisioonan erottamana. (NASA/JPL-Caltech/SSI)
Saturnuksen renkaiden osien todellinen massa on tärkeä määritettäessä niiden ikää ja kehitystä. Epäiltyä vähemmän materiaalia B-renkaassa voi olla merkki nuoresta iästä, koska 'vaaleampi' rengas kehittyy ja tummenee meteoriitin törmäykset - nopeampi kuin 'raskavampi'.
''Punnittelemalla' B-renkaan ytimen ensimmäistä kertaa, tämä tutkimus on merkittävä askel pyrkimyksemme koota yhteen Saturnuksen renkaiden ikä ja alkuperä', sanoi Linda Spilker, Cassini-projektin tutkija JPL:stä.
Lisämittauksia tehdään, kun Cassini etenee tehtävänsä viimeiseen vaiheeseen ja kulkee lopulta renkaiden läpi vuonna 2017. Sen matkan varrella keräämät tiedot auttavat tutkijoita laskemaan tarkemmin planeetan ikonisimman – ja useimpien – massan ja todellisen iän. arvoituksellinen - ominaisuuksia.
Lue lisää Cassinin tiedotteesta täältä.
Lähde: NASA/JPL