Connect with us

Znanost

Planete i mjeseci

Razriješena misterija Saturnovih patuljastih mjeseca

Istraživanje fizičara sa Sveučilišta Loughborough otvara prostor za nove teorije o Saturnovim patuljastim mjesecima – i moglo bi pomoći u rješavanju nekih misterija koje su vezane uz nastanak planeta.

Saturnov prsten F već je dugo zanimljiv znanstvenicima, jer ga karakteriziraju brze promjene u vremenskim periodima koji variraju od sati do godina i vjerojatno je jedino mjesto u Sunčevu sustavu gdje se svakodnevno događaju sudari velikih razmjera.

Kad je svemirska letjelica CASSINI započela fotografirati Saturnov sustav još 2006. godine, otkriće velikog broja patuljastih mjeseca — malenih prirodnih satelita — u Saturnovom prstenu F bio je neočekivan pronalazak. Moćne gravitacijske sile smatrane su preprekom koja će umanjiti spajanje čestica potrebnih da bi se stvorili ovakvi maleni mjeseci, te su znanstvenici ostali bez riječi kada su trebali objasniti ovako veliku “naseljenost” Saturnovih prstenova.

Budući da su procesi koji su na djelu u Saturnovim prstenovima usporedivi s onima u protoplanetarnom disku, njihovo razumijevanje moglo bi biti ključno u otkrivanju tajni našeg vlastitog Sunčevog sustava. Pišući u časopisu Scientific Reports, istraživači s Odjela za fiziku Sveučilišta Loughborough otkrili su novi računalni model koji bi mogao pomoći u rješavanju ove misterije.

“Saturnovi prstenovi daju priliku, obližnjem astrofizičkom laboratoriju, proučavati i promatrati, u stvarnom vremenu, mnoge mehanizme i procese koji su se u teoriji dogodili u njihovom hipotetskom astrofizičkom disku, a sve je to omogućeno korištenjem podataka s  letjelice CASSINI”, objašnjava fizičar s Loughborougha Phil Sutton. “A Saturnov prsten F je najaktivniji u Sunčevom sustavu. Stoga mislimo da je to očaravajuće.”

Rad na Saturnovom prstenu F, koji je krajnji vanjski prsten (uzevši u obzir samo prstenove veće gustoće), pokazao je da obližnji mjesec “pastir” Prometej izravno utječe na stvaranje malenih mjeseca u samom prstenu. Zato ga i zovu pastir, jer ograničava širenje – rasipanje prstena. Ovi patuljasti mjeseci mogu sami stvoriti strukture unutar prstena F. Ova interakcija između Prometeja i prstena F odvija se zbog razlike u obliku eliptičnih orbita prstena i Prometeja. S vremenom, promjene u rotacijskoj osi promijenile su izgled orbita, rezultirajući tako velikim približavanjima mjeseca samom prstenu. Za vrijeme najbližih prilazaka, u tijeku jednog orbitalnog perioda, Prometej se kreće prema prstenu F, a zatim, udaljava od njega, stvarajući strukture poznate kao “streamer-channels” – (prolaskom blizu unutarnjeg ruba prstena mjesec svojom gravitacijom povlači za sobom dio materijala iz prstena ostavljajući tako prazne prostore – kanale unutar samog prstena).

Prethodno je numeričko modeliranje koristilo prikaz prstena F bez mase (gdje nema međudjelovanja čestica) u interakciji s Prometejom i pokazalo je da se gustoća čestica na rubovima struktura “streamer channels” povećala nakon niza orbitalnih obilazaka od prvog susreta. Pa ipak, to modeliranje nije uzelo u obzir brzo povećavanje broja malih mjeseca, što je nužno kako bi se objasnila njihova velika brojnost koju je zabilježio Cassini.

“U ovoj studiji dajemo rezultate našeg numeričkog modeliranja koje je imalo za pretpostavku prsten F s masom, u kojemu su sve čestice međusobno djelovale gravitacijskom silom”, objašnjava gospodin Sutton. “Ono što vidimo je ubrzani rast gustoće, zabilježen na istim mjestima uz rubove struktura “streamer channel”, u odnosu na prethodna izvješća. Taj porast je oko 5 posto nakon svakog orbitalnog perioda i vrijedi za prvih pet perioda, a po prethodnom modelu u kojem nije bila predviđena (masa) interakcija čestica prstena, porast je bio nula posto, za ista područja i u istom orbitalnom periodu.”

“Kad sve čestice, u prstenu F djeluju, međusobno jedne na druge primjećujemo nešto što više sliči na gibanje tekućine. To “tečno” gibanje stvara turbulencije i kao posljedicu toga, vrtloge unutar prstena F, jer stalna sila koja djeluje na taj tok materije unutar prstena (Prometej), razbija to ravnomjerno kretanje”, nadodaje Sutton.

“Vrtlozi su najčešće prikazani kao nešto što daje mehanizam ubrzanja koji uzrokuje nastanak planetezimala (tijela od kojih kasnije nastaju protoplaneti odnosno planeti) u protoplanetarnim diskovima, usmjeravajući čestice prema svojim središtima. Ovdje možemo dokazati da se ista ideja može primijeniti pri nastanku patuljastih mjeseca unutar Saturnovih prstenova – a posebno u prstenu F, gdje gravitacijske sile stalno djeluju razarajuće na grude materijala ili na malene mjesece – to bi nam moglo dati uvid u mehanizam koji bi dozvolio povećanje broja patuljastih mjeseca koje je zabilježio CASSINI”, zaključuje Sutton.

Izvor: University of Loughborough

1 komentar

1 komentar

  1. Damir Mujak

    ožujak 1, 2013 kod 1:45 pm

    Asim Omicevic evo ga 😀

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Planete i mjeseci

Popularno

Advertisement
Advertisement

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh