Saturn: objev měsíčků o velikosti fotbalového hřiště

Jedná se o první důkaz přítomností měsíčků, které jsou jakýmsi spojovacím článkem co do velikosti mezi velkými měsíci Pan a Daphnis (o průměru několika km) a množstvím malých ledových a prachových částic, které vytvářejí rozsáhlý systém prstenců. Objev může vést k lepšímu pochopení původu a vzniku Saturnových prstenců a Sluneční soustavy jako celku.

Čtyři pozorované poruchy, které vypadají jako dvojice rovných jasných vodorovných pruhů v jinak hladké části prstence, byly zachyceny na dvou snímcích, pořízených sondou CASSINI v roce 2004. Astronomové soudí, že tyto poruchy jsou indikátory obíhajících měsíců o průměru kolem 100 m, což je přibližně délka fotbalového hřiště. Avšak jsou příliš malé na to, aby je vysoce citlivá kamera ISS (Imaging Science Systém) na sondě CASSINI vyfotografovala přímo. Jsou však dostatečně veliké na to, aby uplatnily svůj gravitační vliv na okolní částice a vyvolaly tak pozorovatelné změny.

"Objev těchto těles střední velikosti nám napovídá, že měsíce Pan a Daphnis jsou pravděpodobně jen největšími objekty v prstenci, spíše než vetřelci z jiných oblastí," říká Matthew Tiscareno. Měsíc Pan (průměr 20 km) obíhá uvnitř tzv. Enckeovy mezery v prstenci A, nedávno objevený měsíc Daphnis (průměr 7 km) obíhá v další mezeře v prstenci, označované jako Keelerova mezera.

Existence částic různých velikostí poskytuje silnou podporu teorii, že Saturnovy prstence vznikly rozpadem tělesa v blízkosti planety v důsledku srážky s dalším tělesem, zachyceným gravitačním polem planety Saturn. "Vždycky tu byla otázka, zda prstence obsahují prvotní materiál, nebo zda se jedná o úlomky, vzniklé při rozbití těles v průběhu vzájemných srážek," říká Joseph Burus. Objev také pomůže vysvětlit vznik téměř "vyčištěných" oblastí, jako je Enckeovo dělení či Keelrova mezera uvnitř prstenců.

Podobně jako vytváří motorový člun brázdu na hladině jezera, tyto čtyři pozorované "poruchy" jsou mimořádně dobře viditelné na jinak "klidné" části prstenců. Avšak fakt, že k objevu 4 nehomogenit postačily jen dva obrázky, vede nutně k závěru, že jich zde mohou být milióny (jinak by to byla obrovská náhoda, že se kamera zaměřila právě na tato místa). Astronomové doufají, že během dalšího výzkumu získají lepší vysvětlení procesu, jak vznikly Saturnovy prstence - a rovněž jak vznikají planetární soustavy kolem hvězd.

"Tyto struktury, pozorované sondou CASSINI, jsou překvapivě podobné těm, které můžeme pozorovat v mnoha matematických modelech počátečních fází vzniku planetárních soustav, pouze rozměry jsou diametrálně rozdílné," říká Carl Murray, spoluautor objevu z Queen Mary College, University of London. "Tímto způsobem nám sonda CASSINI poskytuje unikátní pohled do problematiky vzniku planet."

Text k úvodnímu obrázku:

Na levém obrázku je zachycena část Saturnových prstenců. Od shora dolů je vidět prstenec B, následuje Cassiniho dělení, prstenec A a úzký prstenec F. Rozlišení tohoto snímku dosahuje přibližně 45 km/pixel.

Na prostředním snímku je detailní záběr na část prstence A, kde byly objeveny útvary podobné stopě za lodním šroubem. Ve směru shora dolů zachycuje oblast o délce přibližně 1800 km. Jsou zřetelně vidět i tzv. hustotní vlny ve spodní části obrázku, vyvolané gravitací vzdálenějších měsíců Epimetheus a Janus, jakož i dvě menší hustotní vlny. Stopy objevených "poruch" se nacházejí mezi hustotními vlnami v hladké klidné oblasti prstence.

Poruchové oblasti vypadají jako dvojité čáry a na dvou detailních obrázcích zcela vpravo jsou označeny bílými kroužky. Neviditelné měsíčky, každý přibližně o velikosti fotbalového hřiště, se nacházejí uprostřed kroužků. Fotografie byly pořízeny 1. 7. 2004, v době navádění sondy CASSINI na oběžnou dráhu kolem Saturna. Rozlišení na originálních záběrech dosahuje 52 m/pixel. Vodorovné rovnoběžné linie na detailních obrázcích představují elektronický šum a nesouvisí tedy s vlastními prstenci. Objevené "brázdy" mají délku kolem 5 km a šířku zhruba 300 m.

Pozorované struktury se nemění během oběhu kolem planety. Jsou svým charakterem velmi podobné vlnám, které se táhnou za závodním motorovým člunem, který se přežene po klidné vodní hladině. Obrázky ve větším rozlišení naleznete ZDE.

Objevem těchto neviditelných měsíčků se "objevila" také otázka, kterou známe v jiné podobě v souvislosti s úvahami o tom, zda Pluto je planeta či nikoliv. Kde leží hranice mezi planetou a planetkou? V tomto případě: jak velké těleso ještě budeme považovat za regulérní měsíc (či měsíček planety), či zda se již bude jednat jen o větší částice, z nichž jsou složeny prstence?

Zdroj: spaceflightnow a saturn.jpl.nasa
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí