دانشمندان مشاهدات منحصر به فرد کاسینی از حلقه های زحل را جمع آوری می کنند

دانشمندان 41 مشاهدات اختفای خورشیدی حلقه های زحل را از ماموریت کاسینی جمع آوری کرده اند. این مجموعه به مطالعات آینده در مورد توزیع اندازه ذرات و ترکیب حلقه‌های زحل، عناصر کلیدی در درک شکل‌گیری و تکامل آن‌ها، اطلاع می‌دهد.

دکتر استفانی جارماک، محقق در SwRI می گوید: “برای نزدیک به دو دهه، فضاپیمای کاسینی ناسا شگفتی های زحل و خانواده قمرهای یخی و حلقه های متمایز آن را به اشتراک گذاشته است، اما ما هنوز به طور قطعی منشأ سیستم حلقه را نمی دانیم.” بخش علوم فضایی شواهد نشان می‌دهد که حلقه‌ها نسبتاً جوان هستند و می‌توانند از شکسته شدن یک ماهواره یا دنباله‌دار یخی شکل گرفته باشند. با این حال، برای حمایت از هر نظریه منشا، باید ایده خوبی از اندازه ذرات تشکیل دهنده حلقه ها داشته باشیم. ”

طیف‌نگار تصویربرداری فرابنفش کاسینی (UVIS) به‌طور منحصربه‌فردی به برخی از کوچک‌ترین ذرات حلقه حساس بود، به‌ویژه با مشاهداتی که در طول موج فرابنفش شدید انجام داد.

برای تعیین اندازه ذرات حلقه، UVIS هنگامی که ابزار به سمت خورشید گرفته می شود، آنها را مشاهده می کند و از طریق حلقه ها به عنوان اختفای خورشیدی نگاه می کند. ذرات حلقه تا حدی مسیر نور را مسدود می‌کنند و اندازه‌گیری مستقیم عمق نوری را فراهم می‌کنند که یک پارامتر کلیدی برای تعیین اندازه و ترکیب ذرات حلقه است.

جارمک گفت: با توجه به طول موج نوری که از خورشید می‌آید، این مشاهدات به ما بینشی در مورد کوچک‌ترین اندازه‌های ذرات حلقه زحل داد. UVIS می تواند ذرات گرد و غبار را در سطح میکرون تشخیص دهد و به ما در درک منشاء، فعالیت برخورد و اختلال ذرات حلقه در سیستم کمک می کند.

این مجموعه همچنین به تغییرات در عمق نوری مشاهدات اختفا می پردازد، که می تواند به تعیین اندازه و ترکیب ذرات کمک کند. در طی یک غیبت، نور ساطع شده از یک منبع پس زمینه مانند خورشید توسط ذرات موجود در مسیر نور جذب و پراکنده می شود. مقدار نور مسدود شده توسط ذرات حلقه اندازه گیری مستقیم عمق نوری حلقه را فراهم می کند.

گنجاندن عمق نوری برای درک ساختار حلقه ها حیاتی است. این مطالعه عمق نوری را به عنوان تابعی از هندسه مشاهده اندازه گیری کرد که به زوایای دید سیستم حلقه نسبت به فضاپیمای کاسینی اشاره دارد. همانطور که نور عبوری از حلقه ها در زوایای مختلف تغییر می کند، دانشمندان می توانند تصویری از ساختار حلقه ها ایجاد کنند.

جارمک گفت: «سیستم‌های حلقه‌ای در اطراف سیارات غول‌پیکر همچنین بسترهای آزمایشی را برای مطالعه خواص و فرآیندهای فیزیکی اساسی در منظومه شمسی ما به‌طور کلی فراهم می‌کنند. تصور می‌شود که این ذرات نتیجه برخورد اجسام و تشکیل یک دیسک و ساختن ذرات بزرگ‌تر باشند. درک نحوه تشکیل این سیستم‌های حلقه‌ای می‌تواند به ما در درک نحوه تشکیل سیارات نیز کمک کند.