Een instrument van de Universiteit van Colorado in Boulder dat op het Cassini-Huygens-ruimtevaartuig rijdt, wordt gebruikt om objecten in de ringen van Saturnus te onderscheiden die kleiner zijn dan een voetbalveld, waardoor ze twee keer zo scherp zijn als eerdere ringobservaties.
Joshua Colwell van CU-Boulder's Laboratory for Atmospheric and Space Physics zei dat de waarnemingen zijn gedaan met de Ultraviolet Imaging Spectrograph of UVIS, toen Cassini in juli ongeveer 4,2 miljoen mijl of 6,75 miljoen kilometer verwijderd was van Saturnus. Saturnus draait om de zon op ongeveer 1 miljard mijl van de aarde.
Colwell en zijn collega's gebruikten een techniek die bekend staat als stellaire occultatie om de ringdeeltjes in beeld te brengen, waarbij het instrument door de ringen naar een ster, Xi Ceti, werd gericht. De fluctuaties van sterrenlicht dat door de ringen gaat, geven informatie over de structuur en de dynamiek van de deeltjes erin, zei Colwell, lid van het UVIS-wetenschapsteam.
Hij vergeleek het Saturnus-systeem met een gigantische grammofoonplaat, met de planeet in het midden en de ringen die meer dan 40.000 mijl of 64.000 kilometer naar buiten strekken. De grootte van de ringdeeltjes varieert van stofdeeltjes tot bergen, met de meeste tussen knikkers en keien, zei hij.
De Cassini-waarnemingen tonen dramatische variaties in het aantal ringdeeltjes over zeer korte afstanden, zei Colwell. De deeltjes in individuele ringetjes zijn dicht bij elkaar gebundeld, waarbij de hoeveelheid materiaal abrupt naar de rand van de ring valt.
'Wat we zien bij de nieuwe waarnemingen is dat sommige ringranden erg scherp zijn', zei Colwell. De scherpe randen van kleine ringetjes zijn vooral zichtbaar in de C-ring en in de zogenaamde Cassini-divisie aan weerszijden van de heldere B-ring, de grootste ring van Saturnus.
De Cassini-waarnemingen met UVIS laten zien dat de afstand tussen de aanwezigheid en afwezigheid van baanmateriaal aan sommige ringranden slechts 160 voet of 50 meter kan zijn, ongeveer de lengte van een typische commerciële straalvliegtuig, zei hij.
De scherpe randen illustreren de dynamiek die de ringprocessen belemmert tegen hun natuurlijke neiging om zich te verspreiden naar nabijgelegen, lege ruimte, zei Colwell. "De natuur verafschuwt een vacuüm, dus waarschijnlijk is de zwaartekracht van een nabijgelegen kleine maan en aanhoudende botsingen met meteoroïden de deeltjes in de ring."
Colwell presenteerde zijn bevindingen tijdens de 36e jaarlijkse bijeenkomst van de afdeling Planetaire Wetenschappen in Louisville, Ky., 8 november tot 12 november.
Het stellaire occultatieproces met behulp van UVIS toont ook beelden met een zeer hoge resolutie van verschillende dichtheidsgolven die zichtbaar zijn in de ringen, waaronder een niet eerder bestudeerde, zei hij. Dichtheidsgolven zijn rimpelachtige kenmerken in de ringen die worden veroorzaakt door de invloed van de manen van Saturnus - in dit geval de kleine maan, Janus.
"Kleine manen in de buurt van de ringen van Saturnus roeren de ringdeeltjes met hun zwaartekracht," zei Colwell. Op bepaalde locaties in de ringen, bekend als resonanties, komt de baan van een bepaalde maan overeen met de baan van bepaalde ringdeeltjes op een manier die het roerproces verbetert, zei hij.
De dichtheidsgolven, die op een strak gewonden spiraal lijken, net als de groef in een grammofoonplaat, verspreiden zich langzaam weg van de resonantie naar de storende maan, zei hij. 'Dit kan een golf in de ring veroorzaken die eruitziet als een rimpel in een vijver', zegt Colwell.
"De vormen van deze golfpieken en -goten helpen wetenschappers te begrijpen of de ringdeeltjes hard en veerkrachtig zijn, zoals een golfbal, of zacht en minder veerkrachtig, zoals een sneeuwbal," zei Colwell. Hij merkte op dat een dichtheidsgolfanalyse door wetenschappers die betrokken waren bij NASA's Voyager 2-missie die Saturnus in 1981 bezocht, werd gebruikt om de massa en dikte van de ringen van de planeet te bepalen.
De Cassini-Huygens-missie is een samenwerkingsproject van NASA, de European Space Agency en de Italian Space Agency. Het Jet Propulsion Laboratory, een afdeling van het California Institute of Technology in Pasadena, beheert de Cassini-Huygens-missie voor NASA's Directoraat Wetenschapsmissie in Washington, D.C.
CU-Boulder Professor Larry Esposito van LASP is de hoofdonderzoeker van het UVIS-instrument van $ 12,5 miljoen, ontworpen en gebouwd voor JPL bij CU-Boulder.
Oorspronkelijke bron: CU Boulder News Release
