Sprak functies in de B-ring van Saturnus, vastgelegd door Voyager 2 in augustus 1981. Afbeelding tegoed: NASA Klik om te vergroten
Toen Voyager 26 jaar geleden Saturnus voor het eerst bezocht, leverde het foto's op van ongebruikelijke, spokeachtige structuren in de ringen. Er wordt aangenomen dat de spaken worden veroorzaakt wanneer elektrisch geladen deeltjes zich boven het oppervlak van de ringen verzamelen, waardoor het licht van de zon anders wordt verstrooid dan de ringen zelf. Wetenschappers denken dat ze mogelijk rond juli dit jaar zullen terugkeren, omdat ze afhankelijk zijn van de hoek van de ring ten opzichte van de zon, die nu afneemt.
Ongewone spaken die vluchtig op de ringen van Saturnus lijken te verschijnen en jarenlang verdwijnen, kunnen in juli weer zichtbaar worden, volgens een nieuwe studie onder leiding van de Universiteit van Colorado in Boulder.
De spaken, die tot 6000 mijl lang en 1500 mijl breed zijn, werden 26 jaar geleden voor het eerst opgemerkt door het Voyager-ruimtevaartuig, zei CU-Boulder Professor Mihaly Horanyi van het Laboratorium voor Atmosferische en Ruimtefysica. Maar toen het Cassini-ruimtevaartuig in juli 2004 in Saturnus aankwam, waren de opvallende radiale kenmerken die het ringvlak van Saturnus doorsneden nergens te vinden - een gebeurtenis die veel wetenschappers teleurstelde en in verwarring bracht, zei hij.
De Hubble-ruimtetelescoop observeerde af en toe de ringspaken eind jaren negentig, zei Horanyi, hoogleraar natuurkunde aan CU-Boulder. Maar de spaken vervaagden geleidelijk, als gevolg van de seizoensgebonden, orbitale beweging van Saturnus en de gekantelde rotatieas die de lichtverstrooiende geometrie veranderde.
'De spaken waren uitgeschakeld tegen de tijd dat Cassini arriveerde', zei Horanyi. "We denken dat het een seizoensgebonden fenomeen is dat verband houdt met het opkomen en ondergaan van de zon boven het ringvlak dat de fysieke omgeving daar verandert, waardoor het vriendelijk of vijandig wordt tegenover hun vorming."
Een paper over dit onderwerp verschijnt in het tijdschrift Science van 17 maart. Het artikel is geschreven door promovendus Colin Mitchell en Horanyi van CU-Boulder's LASP, Ove Havnes van de Universiteit van Trosmo in Noorwegen en Carolyn Porco van het Space Science Institute in Boulder.
De spaken bestaan uit minuscule stofdeeltjes van minder dan een micron breed - ongeveer 1/50 van de breedte van een mensenhaar - die elektrostatische ladingen opvangen in de plasma-omgeving van de ringen en onderhevig zijn aan elektrische en magnetische krachten, zei Horanyi. De juiste omstandigheden zorgen ervoor dat ze een extra elektron krijgen, waardoor ze voor een korte periode massaal van het oppervlak van ringpuin kunnen springen, en samen de gigantische spaken vormen die donker lijken tegen de verlichte kant van de ringen en helder tegen de onverlichte kant van de ring. ringen.
De onderzoekers veronderstellen dat de voorwaarden voor de vorming van de spaken verband houden met een afname van de hoek van het ringvlak met de zon. "Omdat de ringen nu meer openstaan voor de zon dan wanneer Voyager voorbij vloog, heeft de oplaadomgeving boven de ringen tot voor kort de vorming van de spaken verhinderd", schreven de onderzoekers in Science.
Cassini stelde voor het eerst een "nietige versie" voor van Saturnus 'spaakringen vanaf een afstand van 98.000 mijl begin september, die slechts ongeveer 2.200 mijl lang en ongeveer 60 mijl breed waren, zei Horanyi. Het team gelooft dat de spaakwaarneming mogelijk een 'early bird'-gebeurtenis was.
Omdat de hoek van het ringvlak afneemt wanneer Saturnus in de buurt is van zijn twee seizoensevenementen, lijken de omstandigheden meer geschikt te worden voor de vorming van de griezelige spaken, zei Horanyi. Hoewel Cassini momenteel te dicht bij het ringvlak cirkelt om waarnemingen te doen, verwachten de onderzoekers dat de spaakactiviteit teruggekeerd zal zijn tegen de tijd dat het ruimtevaartuig in juli 2006 zijn helling verhoogt.
Zodra de spaken weer zichtbaar zijn, gelooft het onderzoeksteam dat er ongeveer acht jaar gesproken zal worden, gebaseerd op het feit dat Saturnus ongeveer 30 aardse jaren nodig heeft om één baan rond de zon te voltooien, zei Horanyi. De periode van acht jaar zou moeten worden gevolgd door ongeveer zes tot zeven jaar van een spaakonderbreking, zei hij.
De stofkorrels die tijdens spaakvormende periodes door plasma zweven, zweven waarschijnlijk minder dan 80 kilometer boven de ringen zelf en verspreiden het licht van de zon anders dan de ringen zelf, zei hij.
Maar er zijn nog steeds veel vragen over de spaken, zei Horanyi. "We weten niet of ze zich vormen door snel uit te breiden, of dat ze zich allemaal tegelijk vormen", zei hij. Tijdens de Voyager-missie waren ze afwezig tijdens één observatie, maar volledig ontwikkeld in een vervolgobservatie die slechts vijf minuten later werd gemaakt, zei Horanyi.
'Dit is een raar fenomeen; we hebben er nog niet het volledige verhaal over '', zei hij.
Oorspronkelijke bron: CU-Boulder News Release
