Csomók a Szaturnusz gyűrűjében

Az új megfigyelések alapján a Szaturnusz A-gyűrűjében a korábban becsültnél több törmelék lehet, amely ív alakú anyagcsomókban csoportosul.

A Voyager-űrszonda által az 1980-as években végzett megfigyelések alapján a Szaturnusz A-gyűrűje anyagban szegényebbnek mutatkozott, mint azt korábban, a földi megfigyelések alapján feltételezték. A Cassini-szonda újabb mérései szerint azonban megfordulni látszik a helyzet.

Egy gyűrű sűrűségének meghatározása igen nehéz feladat. Mivel az apró porszemektől a ház méretig terjedő, különböző átmérőjű szemcsékből áll, átlátszósága erősen függ attól, milyen szögben tekintünk rá.

Az A-gyűrű "átvilágítására" a 26 Tauri jelű csillagot használták 2005 májusában, amelynek fényét folyamatosan mérték a Cassini műszerei, amint látszólag elhaladt a gyűrű mögött. Joshua Colwell (CU-Boulder's Laboratory) és kollégái az ultraibolya spektrométer adatait elemezve rámutattak, hogy az A-gyűrű kb. 35%-kal kevésbé átlátszó, mint azt az elmúlt években feltételezték. Emellett újabb megerősítést nyert, hogy a még inkább átlátszatlan B-gyűrűben még több anyag van, valamint hogy az A-gyűrű belső pereme sűrűbb a külső vidékénél.

Ami még furcsább, hogy az A-gyűrűt alkotó szemcsék egymással párhuzamos, elnyúlt alakzatokba rendeződnek. Az érdekes képződményeket 15-20 m szélességben, 4-6 méter vastagságban és alkalmanként 40-60 méter hosszúságban sikerült követni. Úgy tűnik, ezek a sűrű régiók dinamikus egyensúlyban vannak - azaz hol összeállnak egységes megjelenést adva, hol pedig alkotórészeik eltávolodnak egymástól. Ezek az ívek az A-gyűrű legsűrűbb részei - az anyagcsomók közötti térségben a gyűrű anyaga sokkal ritkább.

Ha a Cassini lényegesen közelebb tudna menni a gyűrűhöz (amire nem kerülhet sor), akkor a most azonosított képződményeket szakadozott spirális ívekként örökíthetné meg. Az anyagcsomók az A-gyűrű középső részében voltak a legnagyobbak, a gyűrű pereme felé pedig csökkent a méretük. A gyűrűrendszer egyéb vidékein egyelőre nincs nyoma hasonló képződményeknek. A megfigyelt sűrűsödések valószínűleg a gyűrűalkotó szemcsék egymás és a bolygó közötti kölcsönhatásától kialakuló ún. gravitációs hullámok, amelyek létét már az 1970-es években feltételezték.

A 26 Tauri csillag segítségével végzett okkultációs megfigyelés a gyűrűk sűrűségéről. A csillag fényéről készült nyolcórás észlelést a háttérben vízszintesen húzódó sárga vonal jelzi. A bal oldalon látható A-gyűrű sokkal átlátszatlanabb és sűrűbb, mint a jobbra mellette lévő B jelű. A két gyűrű között a Cassini-rés látható, ahol a 26 Tauri fénye könnyen átjött, míg az A-gyűrű külső, jobb oldali pereménél lévő kisebb anyagszegény zóna az Encke-rés (kép: NASA/JPL/University of Colorado)

A gyűrű részlete (bal oldalon) és a most azonosított anyagcsomók mérete, a megfigyelésből készült szimuláció alapján, az A-gyűrűnek egy mindössze 150 méter széles szakaszában (NASA/JPL/University of Colorado))

Egy másik megfigyelés alkalmával a gyűrűn áthaladó Omikron Ceti csillag színképét tanulmányozták, négyszer három órás időszak alatt, szintén az infravörös térképező spektrométerrel. Több mint 100 ezer spektrumot rögzített a szonda, amelynek segítségével összehasonlították, hogy a gyűrűk anyaga mennyit nyel el a közeli infravörös és az optikai tartományban. Az összehasonlítás során érdekes aszimmetria jelentkezett: a gyűrűrendszeren a bolygótól kifelé haladva fokozatosan egyre több sugárzás nyelődött el, mint a befelé haladás során. Ez a megfigyelés tehát kifelé mutató sűrűsödésre utal - de a jelenség többféle módon is értelmezhető, ezért egyelőre nem vonható le belőle általános következtetés a gyűrűk sűrűségeloszlására.

Kereszturi Ákos