Αόρατος δακτύλιος στον Κρόνο είναι μακράν ο μεγαλύτερος. Saturn's outer ring much bigger than thought

Καλλιτεχνική απεικόνιση του δακτυλίου της Φοίβης συγκριτικά με το μέγεθος του Κρόνου. An artists' conception of how Saturn's immense Phoebe ring might appear to eyes sensitive to the infrared wavelengths at which the ring was discovered. The vast but sparse region of dusty material surrounds Saturn and is set against a background starfield lit by faint nebular luminosity.

Αόρατος στο φάσμα του ορατού φωτός, ο μεγαλύτερος δακτύλιος του Κρόνου ανακαλύφθηκε μόλις το 2009. Νέες, πιο ευαίσθητες παρατηρήσεις αποκαλύπτουν τώρα ότι είναι ακόμα μεγαλύτερος από ό,τι είχε εκτιμηθεί: αν ο Κρόνος είχε μέγεθος μπάλας ποδοσφαίρου, το δαχτυλίδι θα ήταν όσο τα δύο τρίτα του γηπέδου.

Γιγάντιος

WISE Band 4 mosaic of the Phoebe ring. a, Individual WISE frames manually combined: scattered light from Saturn forms the large white overexposed blob with a black centre while four diagonal diffraction spikes radiate outward. Bright reflections of Saturn are visible as smaller white lumps with black centres at the six and twelve o’clock positions. Iapetus (black dot) and the more distant Phoebe (white dot) are visible at nine o’clock. The Phoebe ring is the white, horizontally oriented 550RS × 40RS rectangle. b, We subtract ±90° rotations of the top frame from itself, yielding clean and cluttered ring ansae (the apparent ends of edge-on rings); here we stitch the two clean ansae together to significantly reduce scattered light and reveal the ring’s inner regions. Distance scale applies to a and b. Credit: (c) Nature 522, 185–187 (11 June 2015) doi:10.1038/nature14476

Ο γιγάντιος δακτύλιος, γνωστός μέχρι στιγμής ως δακτύλιος της Φοίβης, διαφέρει από τους υπόλοιπους, καθώς αποτελείται από μικρά, σκούρα σωματίδια σκόνης που δεν ανακλούν αρκετό φως για να γίνουν ορατά ακόμα και με τα ισχυρότερα τηλεσκόπια. Το δαχτυλίδι ανακαλύφθηκε με το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer  της NASA, το οποίο διέκρινε τη θερμική, υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπουν τα σωματίδια καθώς θερμαίνονται από τον Ήλιο. Η διάμετρος του δακτυλίου είχε εκτιμηθεί τότε στα 7,7 έως 12,4 εκατομμύρια χιλιόμετρα.

Known as the Phoebe ring, it was first discovered in 2009 using the Spitzer Space Telescope. But now, using the infrared capabilities of the Wide-field Infrared Survey Explorer (Wise) telescope (illustrated) astronomers have been able to work out the ring’s size, shape and even its origins.

Ένα άλλο σκάφος, ακόμα πιο ευαίσθητο στην υπέρυθρη ακτινοβολία αποκαλύπτει τώρα το πραγματικό μέγεθος αυτής της δομής, της οποίας η διάμετρος εκτιμάται τώρα στα 6 με 16 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Αυτό σημαίνει ότι εκτείνεται σε αποστάσεις 100 με 270 φορές την ακτίνα του ίδιου του Κρόνου. Ο δακτύλιος είναι πιθανότατα πανάρχαιος και εκτιμάται ότι σχηματίστηκε από υλικό που εκτινάχθηκε από τη Φοίβη, ένα από τα μικρά φεγγάρια του Κρόνου, σε παλιές κοσμικές συγκρούσεις.

Ο εντοπισμός

This graphic shows the intricate relationships between Saturn's immense ring, its source satellite Phoebe, and the embedded satellite Iapetus. The dark face of Iapetus always leads its motion and, like a car's windshield, collects all of the debris in its path.

Οι πλανητολόγοι άρχισαν να υποψιάζονται την ύπαρξή του όταν παρατήρησαν ότι ο Ιαπετός, ένα μικρός παγωμένος δορυφόρος που έχει πάντα την ίδια πλευρά του στραμμένη στον Κρόνο, είναι μαυρισμένος στην αντίθετη πλευρά, ένδειξη ότι δέχεται κάποια βροχή σκούρων σωματιδίων -πρόκειται πιθανότατα για σκόνη από τον δακτύλιο της Φοίβης.

This image shows a colour composite of the Phoebe ring. Saturn forms the bright white circle at the centre of the image and the ring is the faint horizontal bar that cuts across Saturn.

Παρά την έκτασή του, πάντως, ο δακτύλιος είναι εξαιρετικά αραιός και αποτελείται κυρίως από σωματίδια μεγέθους 10 ως 20 μικρομέτρων. «Ένα κυβικό χιλιόμετρο διαστήματος στον δακτύλιο της Φοίβης μπορεί να έχει λίγες δεκάδες σωματίδια σκόνης, το πολύ εκατό» ανέφερε στο Space.com ο Ντάγκλας Χάμιλτον του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ στο Κόλετζ Παρκ, πρώτος συγγραφέας της νέας μελέτης.

Shown is the E ring of Saturn, which is created by material from the moon Enceladus. This ring, made of frozen water droplets, can be seen in visible light, unlike the outer Phoebe ring.

Όπως είπε, οι τελευταίες παρατηρήσεις υποδεικνύουν ότι ο Κρόνος έχει τρία είδη δακτυλίων: τα εσωτερικά δαχτυλίδια αποτελούνται από μεγάλα κομμάτια πάγου που διαρκώς συγκρούονται και αλλάζουν· πιο έξω, ο δακτύλιος Ε, ο μεγαλύτερος μετά τον δακτύλιο της Φοίβης, περιέχει σωματίδια πάγου που προέρχονται από τους γιγάντιους πίδακες του δορυφόρου Εγκέλαδου· και ο εξώτερος δακτύλιος της Φοίβης, αποτελούμενος από αρχαία συντρίμμια εκρήξεων.

The 2009 discovery image of Saturn's dusty Phoebe ring (inset with orange tones) is overlain on the tan rectangular ring extrapolated from both the data and theoretical expectations. The Phoebe ring dwarfs, and is tilted relative to, Saturn's main ring.

Ο ερευνητής, του οποίου η ομάδα παρουσιάζει τις τελευταίες παρατηρήσεις στην επιθεώρηση «Nature», σκοπεύει τώρα να προσπαθήσει να διακρίνει το δαχτυλίδι με οπτικά τηλεσκόπια. Υποψιάζεται μάλιστα ότι ένας παρόμοιος αλλά ακόμα πιο δυσδιάκριτος δακτύλιος μπορεί να περιβάλλει τον Δία.

Πηγή: Small particles dominate Saturn’s Phoebe ring to surprisingly large distances.