Prometheus werkt op de F-ring van Saturnus. Klik om te vergroten
Een van de meest verbazingwekkende beelden die door het Cassini-ruimtevaartuig zijn teruggestuurd, toont een van Saturnus 'herdersmanen, Prometheus, die een stroom deeltjes wegtrekt van de F-ring. Wetenschappers van Queen Mary, University of London hebben een model ontwikkeld dat de krachten in deze dramatische interactie verklaart. Oorspronkelijk werd aangenomen dat Prometheus ringdeeltjes steelt, maar het lijkt er nu op dat het ze gewoon leent als het voorbij komt, en ze drijven terug in het ringsysteem nadat de maan voorbij is gevlogen.
Afbeeldingen van de F-ringregio van Saturnus verkregen door de Cassini Imaging Science Subsystem (ISS) -camera's hebben structuur onthuld die nog nooit eerder in een planetaire ring is gezien.
De ringen rond alle gigantische planeten in ons zonnestelsel worden geacht te zijn gestabiliseerd door kleine 'herdermanen' die in of nabij de ringen draaien en stabiliseren ze door zwaartekrachtinvloeden.
De smalle F-ring van Saturnus? die net buiten de spectaculaire hoofdringen ligt - wordt verzorgd door twee kleine herders. Prometheus (100 km in diameter) draait net binnen de F-ring, terwijl Pandora (85 km in diameter) rond Saturnus beweegt net buiten de F-ring.
Periodieke structuren zoals azimutale hiaten? ‘Kanalen’ met een lage optische diepte - en ‘streamers’ zijn ontdekt. Deze functies zijn te zien in Movie1. De oorsprong van deze functies is onderzocht door een team van Queen Mary, University of London (QMUL) met behulp van numerieke integraties.
Op dinsdag 4 april legt Carlos Chavez van QMUL op de RAS National Astronomy Meeting in Leicester de resultaten uit van hun computermodellen, die de nauwe en complexe relatie tussen Prometheus en de verwarde F-ring verklaren.
"De modellen komen uitstekend overeen met de structuren die zijn waargenomen in de Cassini-afbeeldingen", zegt Chavez.
"We hebben ontdekt dat de hiaten niet te wijten zijn aan een gebrek aan deeltjes, maar aan een geforceerde verandering van orbitale elementen door een nauwe ontmoeting met Prometheus," legde hij uit. "De zwaartekracht van de maan trekt tijdelijk een deel van de deeltjes weg van de hoofdstroom als deze langskomt."
'Het is als een menigte mensen die in een aantal rijen in dezelfde richting door een straat loopt. Plots komt iemand anders van de overkant van de straat en botst met een paar van hen. Hij zegt dan dat ze mee moeten gaan en loopt weg. Alleen mensen in de dichtstbijzijnde lijnen volgen hem, wat hiaten in de menigte veroorzaakt. Maar kort daarna keren ze terug naar de hoofdgroep. ”
Het meest dramatische geval zal eind 2009 gebeuren, wanneer de F-ring en Prometheus tegen elkaar zijn uitgelijnd. Eenmaal per baan tijdens deze anti-uitlijning zal Prometheus zich op apoapsis bevinden (het verste punt van Saturnus) en de nabijgelegen ringdeeltjes zullen zich op periapsis bevinden (het dichtst bij Saturnus). Op dat moment staan Prometheus en de ringdeeltjes het dichtst bij elkaar.
Het QMUL-team onderzocht hoe deze gebeurtenissen botsingen tussen de ringdeeltjes en Prometheus zullen beïnvloeden. Ze vonden een laag aantal botsingen - slechts 0,6% van de deeltjes botsten per baan. Dit was onverwacht, omdat oorspronkelijk werd gedacht dat Prometheus een 'stelende maan' is, die deeltjes van de F-ring steelt. Wat er feitelijk gebeurt, is dat de deeltjes slechts tijdelijk worden weggetrokken en dan terug de ring in drijven.
De ring-maan-interacties zullen waarschijnlijk ook een effect hebben op het oppervlak van Prometheus. Net als onze maan en de meeste andere planetaire satellieten heeft Prometheus een synchrone rotatie, waarbij Saturnus altijd hetzelfde gezicht laat zien.
Het team van QMUL onderzocht de locatie op het oppervlak van Prometheus waar de deeltjes naar verwachting zouden botsen. Ze ontdekten dat de botsingen in het synchrone co-roterende referentieframe verrassend genoeg plaatsvonden op het achtervlak van Prometheus, en bij voorkeur in het equatoriale gebied.
Dit scenario heeft belangrijke implicaties voor de oppervlaktekenmerken van Prometheus en het team verwacht verschillen in albedo (reflectiviteit) tussen de achterliggende en leidende gezichten te vinden.
'Het zou zijn alsof een man met andere mensen in botsing komt terwijl hij voortdurend in een bepaalde richting kijkt en hen met slechts één kant van zijn lichaam raakt', zei Chavez.
Andere leden van het QMUL-team die de verbindingen tussen Prometheus en de F-ring onderzoeken, zijn: Prof. Carl D. Murray, Dr. Kevin Beurle, Dr. Nicholas J. Cooper en Dr. Michael W. Evans.
Original Soure: RAS News Release
