Космічний телескоп Спітцер підглянув величезне кільце навколо Сатурна, найбільшої та найдальшої далекої смуги навколо цього кільцевого світу. Наскільки це велике кільце? «Якби у вас були інфрачервоні очі, як у Спітцера, - сказала Енна Вербіссер, астроном з університету Вірджинії, Шарлоттсвілль, - із Землі, це було б схоже на один повний місяць з обох боків Сатурна». Це надзвичайно величезно! Основна частина його матеріалу починається приблизно від шести мільйонів кілометрів (3,7 мільйон миль) від планети і простягається назовні приблизно ще на 12 мільйонів кілометрів (7,4 мільйона миль). Мільярд Землі міг би вміститися в обсязі простору, яке займає це кільце.
Отже, чому раніше ця гігантська структура не була виявлена?
«Це дуже, дуже слабко; надзвичайно терміново », - сказав Вербіссер для Space Magazine. "Якби ви стояли всередині рингу, ви навіть не знали цього. У кубічному кілометрі простору є лише 10-20 частинок. Частинки приблизно такого ж розміру, як і частинки туману, але вони дуже розкинуті. Ми просто дивимось на теплові викиди, які виділяються ці маленькі частинки; ми взагалі не дивимось на відбите сонячне світло у спостереженнях, які ми проводили зі Шпіцером. Саме це робить Spitzer ідеальним інструментом, який слід використати для пошуку такої пилової структури. Це кільце повністю аналогічне дискам сміття навколо інших зірок, які спостерігав Спітцер ».
Дослідницька група не просто натрапила на це кільце; вони його шукали. Команда включає Вербіссера, Дугласа Гамільтона з Мерілендського університету, Коледж Парк та Майкла Скрутського з Університету Вірджинії, Шарлоттсвілль. Вони використовували інфрачервону камеру довшої хвилі на Spitzer, яку називали багатодіапазонним фотометром, і зробили свої спостереження в лютому 2009 року, перш ніж у травні Спітцер вичерпав теплоносій і розпочав свою "теплу" місію.
"Понад 300 років люди намагаються пояснити появу місячного япету Сатурна (який був відкритий Джованні Кассіні в 1671 р.) І чому одна сторона Місяця світла, а інша дуже темна", - сказав Вербісер. "За останні 35 років, ще один місяць, Фібі придумав як можливе пояснення, оскільки існує зв'язок між цими двома місяцями. Фібі сама дуже темна і відповідає альбедо або яскравості темного матеріалу провідної півкулі Япета. У Фібі є ретроградна орбіта, а Япету - на орбіті, що прогресує. Тож, якщо частинки будуть спущені з Фібі і спіралью всередину Сатурна, вони б вдарили Япету прямо на провідну півкулю ».
Вербісер сказав, що динамічно, про це пояснення темної сторони Япета говорили і намагалися його моделювати. Але ніхто не думав використати Спітцер для пошуку пилу в цій місцевості. "Отже, це була наша ідея", - сказала вона. "Назва нашої пропозиції була" Нове сатуріанське кільце ". Ми, безумовно, шукали пилову структуру, пов'язану з Фібі і на тій же орбіті, і саме це ми бачимо".
Вербісер заявив, що навіть для космічного корабля "Кассіні", і особливо для камер візуалізації, буде дуже складно побачити це кільце, оскільки воно з'являється лише в інфрачервоному просторі. Плюс Кассіні знаходиться в цьому кільці, і йому доведеться виглядати за іншими кільцями Сатурна. "Це кільце настільки велике, але все ще настільки слабке, що важко було б дізнатися, коли ти дивився на нього і коли ти не був".
Вертикальна висота та нахил орбіти цього кільця ідеально співпадають з орбітою Фібі на небі. "Якби ви планували сюжет, де Фібі з'являється з часом, коли він обходить Сатурн, кільце точно збігається", - сказав Вербісер. "Подумайте, як чверть крутиться на столі; кільце має однаковий вертикальний наконечник, і орбіта Фібі робить те саме.
Що стосується того, чи пилові частинки з самої Фібі чи Фібі "вкладають" якісь частинки у цю конфігурацію, то вчені не мають однозначного доказу, але, швидше за все, пилові частинки походять з Фібі. "Ми не маємо твердого підтвердження цього, але настійно підказуємо, що він походить від Фібі", - сказав Вербіссер. "Усі матеріали - це те, що ви отримаєте від розкопки кратера діаметром близько кілометра на Фібі".
Фібі перебуває в 200 км поперек і сильно кратерований, тому кратер на 1 км - не надто величезний кратер. "Отже, ми не можемо подивитися на певний кратер на Фібі і сказати, що один створив кільце", - пояснив Вербіссер. "Цілком ймовірно, що це може бути від декількох різних менших ударів, і кільце продовжує поставлятись від наступних ударів і мікрометеоритів, що потрапляють у Фібі, запускаючи матеріал у це кільце, виводячи пил і матеріал з поверхні Фібі на орбіту, подібну Фібі".
Але все ще є трохи таємниці щодо кольору провідної півкулі Япета.
Два місяці часто порівнювали за складом, а в ближньому інфрачервоному просторі вони мають особливості поглинання. Однак в ультрафіолеті спектри також не відповідають. "Що стосується кольору, то на Іапеті темний колір виглядає трохи більш червоним порівняно з Фібі, тому є невелика невідповідність кольорів", - сказав Вербіссер. «Це можуть бути частинки, випущені з фібі-суміші, із тим, що є на Япеті, що може пояснити різницю кольорів. Це може бути цікавим для вивчення, зробити кілька моделей спектрального змішування, щоб придумати якийсь первинний матеріал япету та змішатись з матеріалом Фібі, щоб побачити, чи вони почервоніли якось ".
Кільце саме по собі занадто слабке, щоб взяти спектр, щоб спробувати визначити, які матеріали складають кільце, але припущення - це матеріали, що надходять з верхньої поверхні крейдованої поверхні Феобе, яка також може містити трохи льоду. На крупних планах Місяця Кассіні з 2004 року видно яскраві кратери, що натякають на те, що лід знаходиться близько до поверхні.
Спітцер зміг відчути сяйво прохолодної пилу, яке становить лише близько 80 кельвінів (мінус 316 градусів за Фаренгейтом). Прохолодні предмети світяться інфрачервоним або тепловим випромінюванням; наприклад, навіть чашка морозива палає інфрачервоним світлом. "Сфокусувавшись на світінні холодного пилу кільця, Шпіцер зробив його легко знайти", - сказав Вербіссер.
Документ команди з’являється в сьогоднішньому випуску Nature. Тут доступна онлайн-версія.
Заголовок зображення: Художник концепція нового кільця Сатурна. Кредит: NASA / JPL-Caltech / R. Пошкодження (SSC) Кредитний внесок (Сатурн, Фібі та Япет) - NASA / JPL / SSI. Ввічливість до зображення Енн Вербіссер
Джерело: Інтерв'ю з Анною Вербісер
