Ученые обобщили уникальные наблюдения Кассини за кольцами Сатурна

«В течение почти двух десятилетий космический корабль НАСА Кассини делился чудесами Сатурна и его семейства ледяных спутников и характерных колец, но мы до сих пор не знаем точно происхождение системы колец», — сказала доктор Стефани Джармак, исследователь отдела космических наук SwRI из НАСА. «Свидетельства указывают на то, что кольца относительно молоды и могли образоваться в результате разрушения ледяного спутника или кометы. Но, чтобы поддержать любую теорию происхождения, нам нужно иметь представление о размере частиц, составляющих кольца».

Ультрафиолетовый спектрограф Кассини (UVIS) был уникально чувствителен к некоторым из мельчайших кольцевых частиц, особенно при наблюдениях, которые проводились в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне длин волн.

Чтобы определить размер кольцевых частиц, UVIS наблюдал за ними, когда инструмент был направлен на Солнце, просматривая кольца в так называемом солнечном затмении. Кольцевые частицы частично блокировали путь света, обеспечивая прямое измерение оптической толщины, ключевого параметра для определения размера и состава кольцевых частиц.

«Учитывая длину волны света, исходящего от Солнца, эти наблюдения дали нам представление о наименьших размерах частиц с кольцами Сатурна», — сказала Джармак. «UVIS может обнаруживать частицы пыли на микронном уровне, помогая понять происхождение, столкновительную активность и разрушение кольцевых частиц в системе».

В компиляции также рассматриваются вариации оптической глубины наблюдений затмений, которые могут помочь определить размер и состав частиц. Во время затмения свет, излучаемый фоновым источником, например, Солнцем, поглощается и рассеивается частицами на пути света. Количество света, блокируемого кольцевыми частицами, обеспечивает прямое измерение оптической толщины кольца.

Включение оптической глубины жизненно важно для понимания структуры колец. В ходе исследования была измерена оптическая глубина в зависимости от геометрии обзора, которая относится к углам наблюдения системы колец по отношению к космическому аппарату Кассини. Поскольку свет, проходящий через кольца, меняется под разными углами, ученые могут составить представление о структуре колец.

«Системы колец вокруг планет-гигантов также обеспечивают испытательные полигоны для исследования фундаментальных физических свойств и процессов в Солнечной системе в целом», — сказала Джармак. «Считается, что эти частицы возникают в результате столкновения объектов, формирования диска и образования более крупных частиц. Понимание того, как они формируют кольцевые системы, может помочь понять, как формируются планеты».