Satürn'ün halkalarının küçük amatör teleskoplarda olduğu gibi mükemmel çemberler olmadığı uzun zamandır bilinmektedir ve Cassini uzay aracı Satürn'ün etrafında yörüngeye girdiğinde, büyük B halkasının sakatlık bozukluğu daha da belirginleşti. Bilim adamları dikey yapıların, halkaların üzerinde taraklı kenarların ve tuhaf pervane benzeri özelliklerin sersemlemişlerdi. Ancak bilim adamları şimdi bu garip özelliklerin nedenini buldular: Cassini görüntüleme ekibinin takım lideri Carolyn Porco, bölgenin tıpkı bir sarmal gökada gibi davrandığını söyledi.
“Yaklaşık 13 yıl önce Cassini ile bu yolculuğa çıktığımızda bulmayı umduğumuz şeyi bulduk,” dedi Porco, “sadece Satürn'ün halkalarını değil göksel diskleri şekillendiren mekanizmalara görünürlük kazandık bizim gibi güneş sistemlerinden dev sarmal gökadalara kadar çok daha büyük bir ölçekte. ”
B halkası Satürn'ün halkalarındaki en dinamik alanlardan biridir ve şaşırtıcı bir şekilde bilim adamları, halkaların kendi Samanyolu galaksimizin minyatür bir versiyonu gibi davrandığını söylüyor.
Voyager uzay aracı 1980 ve 1981'de Satürn tarafından uçtuğunda, bilim adamları gezegenin B halkasının dış kenarının Mimas'ın yerçekimi bozuklukları tarafından dönen, düzleştirilmiş bir futbol gibi şekillendiğini gördüler. Ancak Voyager'ın bulgularında bile, dış B halkasının davranışının Mimas'ın yapabileceği her şeyden çok daha karmaşık olduğu açıktı.
Dört yıllık bir süre boyunca alınan B halkasının binlerce Cassini görüntüsünün analizi sayesinde Porco ve ekibi, karmaşıklığın çoğunun kaynağını buldular: en az üç ek, bağımsız olarak dönen dalga paterni veya salınımlar, B halkasının kenarı.
Salınımlar, farklı hızlarda halkanın etrafında dolaşır ve halka parçacıklarının küçük, rasgele hareketleri, enerjiyi halka içinden bir iç sınırdan dışarı doğru ilerleyen bir dalgaya besler, B halkanın dış kenarını yansıtır ( sonuç) ve ardından iç sınırdan yansıyana kadar içe doğru hareket eder. Bu sürekli ileri geri yansıma, bu dalga modellerinin büyümesi ve B halkasının dış kenarındaki bozulmalar olarak görünür hale gelmesi için gereklidir.
Salınımların bir videosunu izleyin.
Bir, iki veya üç loblu bu salınımlar hiçbir ay tarafından yaratılmaz. Bunun yerine kendiliğinden ortaya çıktılar, çünkü kısmen halka yeterince yoğundur ve B halka kenarı, dalgaların kendi başlarına büyümeleri ve daha sonra kenara yansımaları için yeterince keskindir.
Halka parçacıklarının küçük, rastgele hareketleri enerjiyi bir dalgaya besler ve büyümesine neden olur. Yeni sonuçlar, aynı sürecin Satürn'ün en yoğun halkalarında bulunan ve onlarca metreden yüzlerce kilometreye kadar uzanan tüm şaşırtıcı kaotik dalga formlarını açıklayabileceğini tahmin ediyor.
Porco, CICLOPS (Cassini görüntüleme) web sitesindeki “Kaptan Günlüğü” özelliğinde “Bu sürecin Satürn'ün yoğun ölçekli halkalarında dalga özellikleri ürettiği zaten doğrulanmıştı… yaklaşık 150 metre kadar” dedi. “Artık dış B halkasında yüzlerce kilometrelik büyüklükte dalgalar ürettiği görülüyor, tüm uzamsal ölçeklerde yoğun halkalarda çalışabileceğini gösteriyor.”
Astronomi Dergisi'nde yayınlanan Astronomi Dergisi'nde yeni bir makalenin yazarı ve baş yazarı Joseph Spitale, “Bu salınımlar, gitar tellerinin koparıldığında veya başka bir şekilde rahatsız edildiklerinde heyecanlanabilecek doğal salınım modlarına sahip olmasıyla aynı şekilde var” dedi. . “Halkanın da kendi doğal salınım frekansları var ve biz de bunu gözlemliyoruz.”
Gökbilimciler, bu tür “kendinden heyecanlı” salınımların, sarmal disk galaksileri ve yakın yıldızların etrafında bulunan proto-gezegen diskleri gibi diğer disk sistemlerinde mevcut olduğuna inanıyorlar, ancak varlığını doğrudan doğrulayamadılar. Yeni gözlemler, doğanın herhangi bir yerinde geniş bir malzeme diskinde bu tipteki ilk büyük ölçekli dalga salınımlarını doğrulamaktadır.
Küçük, 100 metrelik (300 fit) ölçeklerde kendiliğinden heyecanlanan dalgalar, birkaç yoğun halka bölgesinde Cassini enstrümanları tarafından daha önce gözlemlenmiş ve “yapışkan vista fazlalık” adı verilen bir sürece atfedilmiştir.
California Teknoloji Enstitüsü'nde gezegensel bir halka teorisyeni olan Peter Goldreich, “Normalde viskozite veya akışa direnç, dalgaları sönümler - havada dolaşan ses dalgalarının nasıl öleceği” dedi. “Ancak yeni bulgular, Satürn'ün halkalarının en yoğun kısımlarında viskozitenin aslında dalgaları artırdığını ve Voyager uzay aracı tarafından çekilen görüntülerde ilk olarak görülen gizemli olukları açıkladığını gösteriyor.”
Porco, “Satürn'ün yoğun halka bölgelerinde uzun zaman önce Voyager ile ilk kez gördüğümüz kaotik görünümlü yapının tümü olmasa bile çoğu için son bir açıklama bulmak ne kadar tatmin edici” dedi Porco, “ve o zamandan beri Cassini ile en ince ayrıntısına kadar gördük .”
Kaynak: JPL, CICLOPS
