Fantastiškas pasaulis, kurį prieš mirtį išvys „Cassini“: kelionių po žieduotas Saturno apylinkes gidas (Foto, Video)  ()

Praeitą savaitę kosminis aparatas „Cassini“ ėmėsi baigiamosios savo mokslinės programos dalies: „nyrių“ tarp Saturno žiedų. Pirmieji 20 įskridimų į žiedų plokštumą vyks toli nuo dujų milžinės, už F žiedo, paskui, atlikęs gravitacinį manevrą, aparatas pereis į artėjančias prie planetos orbitas. 2017 metų rugsėjo viduryje „Cassini“ įskris į tankiuosius atmosferos sluoksnius ir baigs daugiametę misiją. Šios pavojingos, tačiau labai įdomios tyrimų programos pradžios proga parengtu kelionės vadovu pasiaiškinkime, ką gi tyrinės aparatas.

Kaip žinia, Saturnas, šeštoji nuo Saulės ir dydžiu tik Jupiteriui nusileidžianti Saulės sistemos planeta, turi prašmatniausią (suprask, išvystytą ir masyvią) žiedų sistemą visoje Saulės sistemoje. Žiedus, aišku, turi ir kitos planetos, tarkime, tas pats Jupiteris ar Neptūnas, o fizikai prognozuoja, kad vos po 20 – 40 milijonų metų „apsižieduos“ ir Marsas. Tačiau visi šie žiedai nė iš tolo neprilygsta Saturno. Vien pagrindinės žiedų sistemos (C, B, A) plotis 60 tūkstančių kilometrų — kaip ir pačios planetos spindulys. Drauge su blyškesniais žiedais ji driekiasi >12 milijonų kilometrų. Didžiausius ir tolimiausius Saturno žiedus aptarsime kiek vėliau.


Pradžiai, trumpai apie Saturno žiedų pavadinimus. Pagrindinės sistemos buvo pavadintos lotyniškomis raidėmis pagal jų atardimo eilę. Būtent todėl, skaičiuojant nuo planetos atmosferos aukštutinių sluoksnių, žiedai išsidėstę taip: D, C, B, A, F, G, E. Be to, yra žiedų, pavadintų planetos palydovų garbei: Jano-Epitmetėjo ir Febės. Pasakyti, kiek Saturnas turi žiedų, nėra lengva — tai priklauso nuo to, kaip į juos žiūrėsime. Pavyzdžiui, antžeminiu teleskopu greičiausiai įžiūrėsite porą žiedų, o „Cassini“ lengvai įžvelgs didžiųjų žiedų plyšius ir suskaičiuos dešimtis darinių. Pavadinimus turi ~30.

Yra keletas žiedų susidarymo ir amžiaus teorijų. Vienos nurodo, kad žiedų amžius vos 100 milijonų metų — apie 2% Saulės sistemos amžiaus. Pagal kitus variantus, žiedai gali būti Saturno vienmečiai. Viena gan populiari teorija teigia, jog žiedų vietoje kažkada buvo gan stambus palydovas, kurio orbita pernelyg priartėjo prie planetos ir Saturno gravitaciją nelaimėlį sudraskė. Bendra žiedų medžiagos masė yra 3×10¹⁹ kilogramų, tūkstantį kartų mažiau, nei Mėnulio masė. Didžiąją žiedų dalį sudaro ledas, tačiau kitų komponentų sudėtis, o ypač, kas suteikia jam rausvai oranžinį atspalvį, iki šiol nežinoma.

D-žiedas

Arčiausiai Saturno esantis žiedas — D. Nors tai gan blyškus žiedas ir pagrindinei sistemai nepriklauso, šalia esančios gigantės gravitacija suformuoja jame neįprastus ornamentus. Vidinė žiedo briauna nuo planetos debesų tenutolusi ~7000 km: Žemės masteliais tai atitiktų maždaug dvigubai didesnį aukštį, nei kad skrieja Tarptautinė kosminė stotis, — 800 km nuo paviršiaus. Žiedo plotis — 7500 km. 1980 metais prie Saturno prisiartinęs „Voyager-1“ užfiksavo jame keletą atskirų žiedų, kuriuos apžiūrėjus atidžiau, paaiškėjo, kad tai bangos. Pažymėtina, kad žiedas nestoras, ypač lyginant su pločiu — daugeliu atveju vos keleto metrų. Bangos 2 – 20 metrų aukščio. Fizikai tvirtina, kad bangos kyla dėl gravitacinių trikdžių, pavyzdžiui, pralekiančios kometos — panašūs reiškiniai vėliau pastebėti Jupiterio žieduose po kometos Shoemaker-Levy 9 kritimo 1994 metais.

C-žiedas

Iš karto šalia D žiedo įsitaisęs ryškus 17 500 pločio C žiedas. Jį dar 1850 metais atrado amerikiečių astronomai Williamas ir George'as Bondai. Kaip ir D, jame taip pat matomos gravitacini poveikio bangos. C-žiede sutelkta 1/3000 visos Saturno žiedų masės. Galima įžiūrėti jo vidinę struktūrą, Kolombo plyšį, kurio viduje yra nedidelis žiedas, su stambiausiu planetos palydovu Titanu sudarantis orbitinį rezonansą. Plyšio plotis — apie 150 kilometrų. Be jo, žiede yra dar trys mažesni „įplyšimai“ — Maksvelo, Bind ir Deiviso

B žiedas

Toliau eina ryškiausias ir masyviausias Saturno žiedas — B. Bendra jo masė prilygsta Mimo (septinto pagal dydį planetos palydovo), o žiedo storis – nuo penkių penkiolikos metrų. B žiedas yra 25 500 km pločio, maždaug trečdalio Saturno skersmens ir beje, šalia jo įsitaisęs arčiausiai planetos esantis palydovas, iki šiol ir negavęs trivialesnio pavadinimo, — S/2009 S 1.

Įstabiausia B žiedo savybė – vertikalūs dariniai išorinėje jo briaunoje. Jie aukštesni, nei 2,5 km — „Cassini“ pastebėjo juos dėl ilgų šešėlių, kuriuos jie metė per Saturno lygiadienį.

Cassini plyšys

Tarp B ir A žiedo yra viena iš įstabiausių sistemos struktūrų — Cassini plyšys (arba tarpas). Jis matomas iš Žemės kiek geresniu, nei vidutinis mėgėjišku teleskopu. Jo plotis 4500 kilometrų — maždaug kaip D žiedo. Objektą dar XVII amžiuje atrado italų kilmės prancūzų astronomas Giovanni Domenico Cassini. „Voyager-1“ vaizdai parodė, kad plyšyje yra medžiagos, primenančios C žiedo medžiagą, o taip pat „tikri“ plyšiai (pavyzdžiui, 300 km pločio Huygenso plyšys).

A žiedas

Už daugiau nei 60 000 km nuo Saturno paviršiaus yra žiedas A — išorinis pagrindinės žiedų sistemos žiedas. Jis blyškesnis už žiedą B, ir 7 kartus už jį lengvesnis. Objekto plotis 14 600 kilometrų, storis — 10–30 metrų. Manoma, kad tai vienas iš jauniausių Saturno žiedų — tai rodo netolygi jo temperatūra.

Žiedo A viduje yra keli gan stambūs palydovai: 20 km Panas, 7 km Dafnis ir 32 kilometrų Atlasas. Jų gravitacija formuoja žiedo kraštus. Kaip ir kituose žieduose, jame yra stambių plyšių, pavyzdžiui — 325 kilometrų Enke plyšys.

F žiedas

Už 2600 km nuo išorinio A žiedo krašto ir už 140 tūkstančių kilometrų nuo Saturno centro yra labiausiai kintantis Saturno žiedas — F. Vos 30–500 kilometrų pločio, jis traukia astronomų dėmesį kaip neįprasta dinaminė sistema. F žiedą gravitaciškai laiko palydovai „piemenėliai“ : Prometėjas ir Pandora. Pagal vieną teoriją, žiedas atsirado, susidūrus ir iš dalies suirus dviems palydovams, kurie ir tapo „piemenėliais“. Be to, šio žiedo viduje buvo aptiktas dar vienas nedidelis palydovas, dar labiau supainiojantis objekto dinamiką.

Jano-Epitmetėjo žiedas

Už F žiedo yra labai blyškus Jano–Epitmetėjo žiedas. Jo didžiąją dalį jo ypatybių atrado „Cassini“. Būtent per Jano–Epitmetėjo žiedą aparatas neseniai perskrido, ištirdamas jo dalelių sudėtį ir matmenis.

G žiedas

Tarp F ir E žiedo yra blyškus G žiedas (166-175 tūkstančių kilometrų nuo Saturno centro). Jo plotis ~9000 kilometrų. Greta išorinio jo krašto įsitaisęs puskilometrinis palydovas Ergeonas, subūręs apie save iš žiedo medžiagos nedidelę tankią šeštadalio apskritimo arką.

E-žiedas

Priešpaskutinis Saturno žiedas — E. Jis yra tarp Mimo ir Titano orbitų (180–480 tūkst. kilometrų nuo dujų giganto). Žiedo storis >2000 kilometrų, o pagrindinis jo medžiagos tiekėjas – Encelado geizeriai.

Febės žiedas

Didžiausias Saturno žiedas, atrastas tik 2009 metais „Spitzer“ infraraudonojo spinduliavimo kosminiu teleskopu. Kadangi Febės žiedas labai retas, optiniame diapazone jo išvysti praktiškai neįmanoma. Pagal neseniai gautus duomenis, jis driekiasi 10 milijonų kilometrų, nuo 6 iki 16,3 milijonų kilometrų nuo dujų giganto. WISE teleskopo duomenų analizė parodė, kad didžiąją žiedo dalį sudaro nedidelės dalelė, iki 10 cm. Pagrindinių planetos žiedų dalelių dydis svyruoja nuo 1 centimetro iki dešimties metrų.

Be savo gigantiškų matmenų, žiedas žiedas dar pasižymi keista savybe – jo plokštuma kitų žiedų atžvilgiu sudaro 27 laipsnių kampą. Tai susiję su jį sudarančios medžiagos šaltiniu — nuo 240 kilometrų Saturno palydovo, Febės, nupučiamomis dulkėmis.

Įdomu, kad anksčiau astronomai spėjo, kad žiedus turi ne tik Saturnas bet ir vienas jo palydovas — Rėja. Šis spėjimas, beje, nepasitvirtino.

Per kitus devynis mėnesius „Cassini“ komanda tikisi apie žiedų struktūrą, amžių sužinoti dar daugiau, nei žinoma dabar. O mes seksime mokslinius misijos duomenis ir rengsime naują kelionės gido versiją — platesnę ir išsamesnę.

Aut. teisės: www.technologijos.lt

(25)
(2)
(23)

Komentarai ()

Susijusios žymos: