A Szaturnusz rezgő gyűrűje

Úgy tűnik, a Cassini-űrszonda megfigyelései választ adtak a régi kérdésre: miként alakul ki a közeli Prometheus hold hatására az F-gyűrű sajátos, töredezett megjelenésű szerkezete?

A Cassini-űrszonda küldetésének egyik fontos célja a Szaturnusz F-gyűrűjének részletes vizsgálata. A Voyager-szondák korábbi felvételei alapján úgy gondolták, hogy a gyűrűben megfigyelhető szabálytalan alakot három, egymás köré tekeredő, kisebb gyűrűalkotó adja. A Cassini új felvételein kiderült, hogy a közelben mozgó, apró Prometheus hold gravitációs hatása felel a jelenségért.

A 102 km-es Prometheus hold az F-gyűrű belső pereme mellett kering. Enyhén elnyúlt pályáján, 14,7 óránként jut legközelebb a gyűrűhöz, ekkor legerősebb a gyűrűt alkotó szemcsékre kifejtett tömegvonzása. A szemcsék ilyenkor korábbi helyzetükből kimozdulnak, de teljesen nem szöknek el a gyűrűből.

Amint a Prometheus eltávolodik, a szemcsék eredeti pozíciójuk közelébe térnek vissza, sőt túl is "lendülnek" azon. A jelenség eredményeként a részecskék oszcillálnak, mondhatni rezegnek az eredeti pozíciójuk körül.

A Prometheus minden közelítéskor elmozdítja a szemcséket, és egy sötét sávot hagy az F-gyűrűben. A képződmény a hold eltávolodása után is látható marad, majd idővel fokozatosan gyengül, végül a gyűrűbe olvad. A fenti modell jól írja le a megfigyelt mintázatokat. A Prometheus zavaró hatásától kialakult képződmény idővel azért tűnik el, mert a megváltozott keringési idejű szemcsék lemaradnak, vagy előreszaladnak társaikhoz képest, emellett pályájuk is elnyúltabb lesz, és fokozatosan beleolvadnak az F-gyűrű egészébe.

A Cassini-szonda 15 képéből összeállított mozaik az F-gyűrűben fellépő torzulásokról. A felvétel az F-gyűrűnek egy 147 ezer km széles szakaszát ábrázolja 2005. április 13-án, 1,1 millió km távolságból. Az első (jobb oldali) és az utolsó (bal oldali) szegmens rögzítése között 2,5 óra telt el. A kép nagyméretű változatának letöltése (fotó: NASA/JPL/Space Science Institute)

A Cassini-űrszonda 2005. augusztus 20-án készült felvétele az F-gyűrűben elmozdult anyagról, illetve a nyomában visszamaradt anyagszegény helyről (sötét sáv balra), és a Prometheus holdról (jobbra) (fotó: NASA/JPL/Space Science Institute)

A megfigyelt jelenség a közeljövőben várhatóan tovább erősödik. Az F-gyűrű és a Prometheus hold legnagyobb közelítéseire ugyanis 2009 decemberében kerül majd sor. Ekkor várhatóan még feltűnőbben jelentkezik a folyamat, és tesztelni, finomítani lehet a most felvázolt elméletet.