Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Billede:Cassini fanger bølgestruktur i Saturns ringe

Kredit:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Denne udsigt fra NASAs Cassini-rumfartøj viser en bølgestruktur i Saturns ringe kendt som Janus 2:1 spiraltæthedsbølgen. Resultatet af den samme proces, der skaber spiralgalakser, spiraldensitetsbølger i Saturns ringe er meget tættere viklet. I dette tilfælde, hver anden bølgetop er faktisk den samme spiralarm, som har omringet hele planeten flere gange.

Dette er den eneste større tæthedsbølge, der er synlig i Saturns B-ring. Det meste af B-ringen er karakteriseret ved strukturer, der dominerer de områder, hvor tæthedsbølger ellers kunne forekomme, men denne inderste del af B-ringen er anderledes.

Radius fra Saturn, hvor bølgen udspringer (mod nederste højre på dette billede) er 59, 796 miles (96, 233 kilometer) fra planeten. På dette sted, ringpartikler kredser om Saturn to gange for hver gang månen Janus kredser én gang, skabe en orbital resonans. Bølgen forplanter sig udad fra resonansen (og væk fra Saturn), mod øverste venstre i denne visning. Af grunde forskerne ikke helt forstår, dæmpning af bølger af større ringstrukturer er meget svag på dette sted, så denne bølge ses ringe efter hundredvis af lyse bølgetoppe, i modsætning til tæthedsbølger i Saturns A-ring.

Billedet giver en illusion af, at ringplanet vippes væk fra kameraet mod øverste venstre, men dette er ikke tilfældet. På grund af mekanikken i, hvordan denne form for bølge forplanter sig, bølgelængden aftager med afstanden fra resonansen. Dermed, øverst til venstre på billedet er lige så tæt på kameraet som nederst til højre, mens tæthedsbølgens bølgelængde simpelthen er kortere.

Denne bølge er bemærkelsesværdig, fordi Janus, månen, der genererer det, er i en mærkelig orbital konfiguration. Janus og Epimetheus deler praktisk talt den samme bane og handelssteder hvert fjerde år. Hver gang et af disse kredsløbsbytte finder sted, ringen på dette sted svarer, gyder en ny kam i bølgen. Afstanden mellem ethvert par af toppe svarer til fire års værdi af bølgen, der forplanter sig nedstrøms fra resonansen, hvilket betyder, at bølgen, der ses her, koder for mange årtiers kredsløbshistorie for Janus og Epimetheus. Ifølge denne fortolkning, den del af bølgen helt øverst til venstre på dette billede svarer til Janus og Epimetheus' positioner omkring tidspunktet for Voyager-flugten i 1980 og 1981, hvilket er det tidspunkt, hvor Janus og Epimetheus først blev bevist at være to forskellige objekter (de blev først observeret i 1966).

Epimetheus genererer også bølger på dette sted, men de er oversvømmet af bølgerne fra Janus, da Janus er den største af de to måner.

Dette billede er taget den 4. juni, 2017, med Cassini-rumfartøjets smalvinklede kamera. Billedet blev optaget på den solbelyste side af ringene fra en afstand af 47, 000 miles (76, 000 kilometer) væk fra det afbildede område. Billedskalaen er 1, 730 fod (530 meter) pr. pixel. Fasevinklen, eller sol-ring-rumfartøjets vinkel, er 90 grader.