Частицы льда являются ключевыми игроками в постоянно меняющейся панораме Сатурна, согласно новому исследованию, проведенному профессором Колорадского университета в Боулдере с использованием прибора на космическом корабле «Кассини-Гюйгенс», который сейчас находится на окруженной кольцом планете.
Ларри Эспозито из Лаборатории физики атмосферы и космоса сказал, что данные спектрометра ультрафиолетового изображения, или UVIS, указывают на то, что большая часть системы Сатурна заполнена льдом, а также атомами, полученными из воды. Эспозито является главным исследователем прибора UVIS стоимостью 12,5 миллионов долларов, установленного на корабле.
Эспозито сказал, что атомы водорода и кислорода широко распространены в планетарной системе, которая простирается на миллионы миль от Сатурна. По его словам, исследователи «Кассини» наблюдают большие колебания количества кислорода в системе Сатурна.
«Возможное объяснение колебаний содержания кислорода заключается в том, что маленькие невидимые ледяные луны сталкиваются с кольцом E Сатурна», - сказал Эспозито. «Возможно, в результате столкновений образовались маленькие крупинки льда, из которых образовались атомы кислорода при столкновении с энергичными заряженными частицами в магнитосфере Сатурна. UVIS способен идентифицировать эти светящиеся атомы».
Статья на эту тему, написанная Эспозито и его коллегами, опубликована в выпуске журнала Science Express от 16 декабря, онлайн-версии журнала Science. Эспозито также представит новые результаты миссии «Кассини-Гюйгенс» на осеннем собрании Американского геофизического союза, которое пройдет с этой недели по пятницу в Сан-Франциско.
Частицы колец Сатурна, возможно, изначально образовались из чистого льда, сказал Эспозито. Но с тех пор они подвергаются постоянной бомбардировке метеоритами, которые загрязняют лед и вызывают потемнение колец.
По его словам, со временем непрекращающиеся метеоритные бомбардировки, вероятно, распространили грязный материал, образовавшийся в результате столкновений, между кольцевыми частицами. Но вместо равномерно темных колец прибор UVIS регистрирует «радиальные вариации», которые показывают более яркие и более темные полосы в отдельных кольцах.
«Доказательства указывают на то, что за последние 10-100 миллионов лет в систему колец, вероятно, был добавлен свежий материал», - сказал он. Исследовательская группа предположила, что такие «события обновления» происходят из-за фрагментации небольших спутников, каждая из которых, вероятно, имеет диаметр около 20 километров (12 миль).
«Внутренности крошечных спутников, которые были защищены от загрязнения постоянными столкновениями друг с другом, являются источником более чистого водяного льда», - сказал он.«Как флуктуации кислорода, так и спектральные вариации в кольцах Сатурна подтверждают модель истории колец, в которой маленькие спутники постоянно разрушаются, чтобы образовались новые кольца».
Ледяные зерна, высвобождаемые в результате непрерывных столкновений с лунными спутниками, омываются радиационным поясом Сатурна, высвобождая атомы кислорода, которые UVIS видит в ультрафиолете, поскольку они отражают солнечный свет в огромном облаке, окружающем Сатурн, сказал Эспозито.
Среди других авторов статьи Science Express Джошуа Колвелл из LASP, Кристофер Ларсен, Уильям МакКлинток и Ян Стюарт. Исследователи из Университета Южной Калифорнии, Лаборатории реактивного движения НАСА, Университета Центральной Аризоны, Калифорнийского технологического института, Института Макса Планка и Штутгартского университета в Германии также выступили соавторами статьи.
Запущенный в 1997 году космический аппарат «Кассини-Гюйгенс» достиг орбиты Сатурна 30 июня. Во время четырехлетнего путешествия космического корабля по системе Сатурна команда UVIS продолжит отслеживать динамическое взаимодействие колец планеты, лун и радиации. ремни, сказал Эспозито.
Миссия Кассини-Гюйгенс - это совместный проект НАСА, Европейского космического агентства и Итальянского космического агентства. Лаборатория реактивного движения, подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорния, управляет миссией Кассини-Гюйгенс для Управления научной миссии НАСА в Вашингтоне, округ Колумбия.
Лаборатория реактивного движения спроектировала, разработала и собрала орбитальный аппарат «Кассини», ЕКА построило и руководило разработкой зонда «Гюйгенс», а Итальянское космическое агентство предоставило электронные элементы для некоторых космических кораблей и приборов.