Prometheus, der handler på Saturns F-ring. Billedkredit: NASA/JPL/SSI. Klik for at forstørre
Et af de mest fantastiske billeder sendt tilbage af Cassini-rumfartøjet viser en af Saturns hyrdemåner, Prometheus, der trækker en strøm af partikler væk fra F-ringen. Forskere fra Queen Mary, University of London har udviklet en model, der forklarer de kræfter, der virker i denne dramatiske interaktion. Man troede oprindeligt, at Prometheus stjæler ringpartikler, men det ser nu ud til, at den bare låner dem, når den kommer forbi, og de driver tilbage ind i ringsystemet, efter at månen fejer forbi.
Billeder fra Saturns F-ringregion opnået af Cassini Imaging Science Subsystem (ISS) kameraer har afsløret struktur aldrig set før i en planetarisk ring.
Ringene omkring alle de gigantiske planeter i vores solsystem menes at være stabiliseret af små 'hyrdemåner', der kredser i eller nær ringene og stabiliserer dem ved gravitationspåvirkninger.
Saturns smalle F-ring? som ligger lige uden for de spektakulære hovedringe – passes af to små hyrder. Prometheus (100 km i diameter) kredser lige inden for F-ringen, mens Pandora (85 km i diameter) bevæger sig rundt om Saturn lige uden for F-ringen.
Periodiske strukturer såsom azimuthuller ? 'kanaler' med lav optisk dybde - og 'streamere' er blevet opdaget. Disse funktioner kan ses i Movie1. Oprindelsen af disse funktioner er blevet udforsket af et team ved Queen Mary, University of London (QMUL) ved hjælp af numeriske integrationer.
Tirsdag den 4. april vil Carlos Chavez fra QMUL forklare RAS National Astronomy Meeting i Leicester resultaterne af deres computermodeller, som forklarer det tætte og komplekse forhold mellem Prometheus og den sammenfiltrede F-ring.
'Modellerne er i fremragende overensstemmelse med strukturer observeret i Cassini-billederne,' sagde Chavez.
'Vi har fundet ud af, at hullerne ikke skyldes mangel på partikler, men en tvungen ændring i orbitale elementer ved et tæt møde med Prometheus,' forklarede han. 'Månens tyngdekraft trækker midlertidigt nogle af partiklerne væk fra hovedstrømmen, når den passerer forbi.'
'Det er som en flok mennesker, der går i en række linjer i samme retning ned ad en gade. Pludselig kommer en anden fra den anden side af gaden og støder sammen med et par af dem. Så beder han dem om at komme med ham og går væk. Kun folk i de nærmeste linjer følger ham, hvilket giver huller i mængden. De vender dog tilbage til hovedgruppen kort efter.'
Det mest dramatiske tilfælde vil ske i slutningen af 2009, hvor F-ringen og Prometheus er anti-justerede. En gang pr. kredsløb i løbet af denne anti-alignment vil Prometheus være ved apoapsis (dets længste punkt fra Saturn), og de nærliggende ringpartikler vil være ved periapsis (nærmeste punkt på Saturn). På det tidspunkt er Prometheus og ringpartiklerne tættest på hinanden.
QMUL-holdet undersøgte, hvordan disse begivenheder vil påvirke kollisioner mellem ringpartiklerne og Prometheus. De fandt et lavt antal kollisioner - kun 0,6% af partiklerne kolliderede pr. bane. Dette var uventet, da man oprindeligt troede, at Prometheus er en 'tyvmåne', der stjæler partikler fra F-ringen. Det, der faktisk sker, er, at partiklerne kun midlertidigt trækkes væk og derefter driver tilbage ind i ringen.
Ring-måne-interaktionerne vil sandsynligvis også have en effekt på overfladen af Prometheus. Ligesom vores måne og de fleste andre planetariske satellitter har Prometheus en synkron rotation, der altid viser det samme ansigt til Saturn.
Holdet på QMUL undersøgte stedet på Prometheus' overflade, hvor partiklerne forventes at kollidere. De fandt ud af, at kollisionerne i den synkrone samroterende referenceramme overraskende fandt sted på Prometheus' bagside, og helst i det ækvatoriale område.
Dette scenarie har vigtige implikationer for overfladeegenskaberne af Prometheus, og teamet forventer at finde forskelle i albedo (reflektivitet) mellem de efterfølgende og førende ansigter.
'Det ville være som en mand, der kolliderer med andre mennesker, mens han hele tiden vender i en bestemt retning og rammer dem med kun den ene side af sin krop,' sagde Chavez.
Andre medlemmer af QMUL-teamet, der undersøger forbindelserne mellem Prometheus og F-ringen, er: Prof. Carl D. Murray, Dr. Kevin Beurle, Dr. Nicholas J. Cooper og Dr. Michael W. Evans.
Original Soure: RAS News Release