Zvětšit obrázek

Saturnovy prstence ozářené Slunce, které je samo ukryto za tmavým diskem planety. Kredit - NASA/JPL/Space Science Institute

Z pohledu sondy bylo obvykle oslňující Slunce zakryto tmavým diskem planety, ze kterého „vyčnívaly“ pouze právě osvětlené prstence. Cassini je tak mohl zachytit na dosud nevídaných snímcích. Jejich analýza nyní přináší velmi zajímavé výsledky. Oběžná dráha sondy kolem Saturna ji přivedla do pozice 15 stupňů nad rovinou prstenců. Od planety byla v té době sonda vzdálena 2,2 miliónu kilometrů. V této vzdálenosti pokrýval jeden pixel kamery sondy zhruba 260 km. Byla to právě velká vzdálenost, která činila tuto událost výjimečnou. Díky tomu se Cassini nacházel ve stínu planety neobvykle dlouhou dobu. „Normálně jsme ve stínu zhruba hodinu nebo méně,“ uvádí na vysvětlenou Joe Burns (Cornell University, Ithaca).

Nové prstence

Drobné částečky tvořící prstence jsou nejlépe pozorovatelné právě v situaci, která 15. září nastala. Během průletu stínem planety byly na snímcích pořízených sondou zachyceny hned dva nové, dosud nepozorované slabé prstence. Oběžná dráha jednoho z nich se shoduje s oběžnými drahami měsíčků Janus a Epimetheus, zatímco v případě druhého nového prstýnku odpovídá dráze satelitu Pallene. Oba prstence obíhají vně tzv. Cassiniho dělení mezi nejjasnějšími prstenci planety. Celý systém pak obklopuje prstenec E, který je „vyživován“ ledovými výtrysky z povrchu měsíce Enceladus.

Měsíčky Janus a Epimetheus jsou výrazně menší než Enceladus - jejich průměr činí 194, resp. 138 km ve srovnání s 512 km - tudíž podobná vulkanická činnost na nich je nepravděpodobná. „Když je nějaký objekt tak malý, jedná se v podstatě o mrtvou ledovou kouli,“ vysvětluje Mark Showalter (SETI Institute, Mountain View). Příliš mnoho se toho zde tudíž nemůže odehrávat. V podstatě jedinou možností jsou dopady meteoroidů a malých komet na povrch měsíčků.

Zvětšit obrázek

Grafická ilustrace „zvlněného“ prstence D. Šipky ukazují směr pohledu ze sondy, jehož výsledkem je pozorovaná sekvence světlých a tmavých pásů v prstenci.
Kredit - NASA/JPL/Space Science Institute

Jsou to právě malé rozměry měsíců a s nimi související slabá gravitační síla, co umožňuje částicím vyvrženým při impaktech do okolí, aby z povrchu těchto těles unikly do vesmíru. Zde se pak „seřadí“ do prstenců, které tak mají podobné oběžné dráhy kolem planety jako jejich „mateřské“ měsíce.

Ve Sluneční soustavě nalézáme řadu měsíců velkých planet, které souvisejí s prstenci. Můžeme zmínit například Saturnův měsíc Atlas, Jupiterovy Thebe či Amalthea nebo Uranův měsíc Mab. Na druhou stranu mnoho měsíců své prstence nemá. Dosud nezodpovězenou otázkou tedy zůstává skutečnost, proč tomu tak není u všech malých měsíců.

Zvlněný prstenec

Matt Hedman (Cornell University) využil vzácné příležitosti ke studiu vnitřního prstence D. Sestavil jeho třírozměrný obraz aby zjistil, že prstenec není plochý. Ve skutečnosti je „vroubkovaný jako cínová střecha“. Výška vroubků dosahuje jednoho kilometru, zatímco samotný prstenec má v průměru kolem 140 000 kilometrů. Jednotlivé vlnky jsou od sebe vzdáleny 30 kilometrů. Astronom proto srovnal nová data se snímky, které před 11 lety pořídil Hubble Space Telescope. Tehdy činily rozestupy mezi jednotlivými vlnkami celých 60 km.

Zvětšit obrázek

Nové prstence nalezené v Cassiniho dělení.
Kredit - NASA/JPL/Space Science Institute, Daren Wilson

„Máme zde důkaz, že prstenec D byl nedávno narušen dopadem,“ udává Matt Hedman. Domnívá se, že se mohlo jednat o malou kometu nebo meteoroid, jež procházely systémem prstenců. Opět se tak ukazuje, že tento systém není rozhodně statický, ale naopak se může měnit i v relativně velmi malém časovém měřítku.

Zpětná kalkulace tvaru prstence totiž ukázala, že k impaktu tělesa muselo dojít v 80. letech minulého století. Model naznačuje, že by stačilo, aby těleso o průměru jen několika metrů zasáhlo jeden z ledových úlomků, které tvoří prstenec.

Zvětšit obrázek

Zpola osvětlený měsíc Enceladus, jak jej sonda Cassini zachytila 9. září ze vzdálenosti 141 tisíc kilometrů.
Kredit - NASA/JPL/Space Science Institute, Daren Wilson

Obě tělesa by se roztříštila a jejich materiál rozptýlil do prstenců. Srážky fragmentů s dalšími částicemi v prstenci by vyústily v celou kolizní kaskádu.

V této chvíli ale do hry ale vstupuje gravitace planety, která zabrání sklonění disku, k čemuž by jinak došlo, a začne jej deformovat do té podoby, v jaké jej dnes pozorujeme. Modelování tohoto procesu přivedlo Hedmana k závěru, že prvotní kolize nastala v roce 1984.

Domovská planeta

Další zajímavosti vyplynuly na povrch při detailním pohledu na získané snímky. Přítomnost výše zmíněného měsíce Enceladus odhalily ledové gejzíry, které z něho tryskají. A na okraji obrázku je možno nalézt jednu maličkou ale velmi speciální tečku - naši planetu Zemi, ze které se sonda Cassini na dlouhou cestu k Saturnu vydala před 9 lety. Za normálních okolností by Země zmizela v záři Slunce.

Zdroje:

Ciclops (Cassini Imaging Central Laboratory for OPerationS)

Nature.com

NewScientist.Com