Prometheus agerar på Saturnus F-ring. Klicka för att förstora
En av de mest fantastiska bilderna som skickas tillbaka av rymdskeppet Cassini visar en av Saturnes herdemånar, Prometheus, som drar en ström av partiklar bort från F-ringen. Forskare från Queen Mary, University of London har utvecklat en modell som förklarar krafterna i arbetet i denna dramatiska interaktion. Det antogs ursprungligen att Prometheus stjäl ringpartiklar, men det verkar nu som om det bara lånar dem när det kommer förbi, och de driver tillbaka in i ringsystemet efter att månen svep förbi.
Bilder från Saturns F-ringregion som erhållits av kamerorna Cassini Imaging Science Subsystem (ISS) har avslöjat struktur som aldrig sett förut i en planetring.
Ringarna runt alla jätteplaneterna i vårt solsystem anses stabiliseras av små 'herde-månar' som går i eller i närheten av ringarna och stabiliserar dem genom gravitationspåverkan.
Den smala F-ringen i Saturn? som ligger precis utanför de spektakulära huvudringarna - har två små herdar. Prometheus (100 km i diameter) kretsar precis innanför F-ringen, medan Pandora (85 km i diameter) rör sig runt Saturnus precis utanför F-ringen.
Periodiska strukturer som azimutala luckor? "Kanaler" med lågt optiskt djup - och "streamers" har upptäckts. Dessa funktioner kan ses i Movie1. Ursprunget för dessa funktioner har utforskats av ett team vid Queen Mary, University of London (QMUL) med numeriska integrationer.
Tisdagen den 4 april förklarar Carlos Chavez från QMUL för RAS National Astronomy Meeting i Leicester resultaten av deras datormodeller, som förklarar det nära och komplexa förhållandet mellan Prometheus och den trassliga F-ringen.
"Modellerna är i utmärkt överensstämmelse med strukturer som observerats i Cassini-bilderna," sa Chavez.
"Vi har funnit att luckorna inte beror på brist på partiklar, utan på en tvingad förändring av orbitalelement genom ett nära möte med Prometheus," förklarade han. "Månens tyngdkraft drar tillfälligt några av partiklarna bort från huvudströmmen när den passerar."
”Det är som en mängd människor som går i ett antal rader i samma riktning ner på en gata. Plötsligt kommer någon annan från andra sidan gatan och kolliderar med några av dem. Sedan ber han dem att komma med honom och går bort. Endast människor i de närmaste linjerna följer honom, vilket skapar luckor i mängden. Men de återvänder till huvudgruppen kort därefter. ”
Det mest dramatiska fallet kommer att hända i slutet av 2009, då F-ringen och Prometheus är anpassade mot varandra. En gång per bana under denna antiinriktning kommer Prometheus att vara vid apoapsis (dess längsta punkt från Saturnus) och de närliggande ringpartiklarna kommer att vara vid periapsis (närmaste punkt till Saturnus). Vid den tiden är Prometheus och ringpartiklarna närmast varandra.
QMUL-teamet undersökte hur dessa händelser kommer att påverka kollisioner mellan ringpartiklarna och Prometheus. De hittade ett lågt antal kollisioner - bara 0,6% av partiklarna kolliderade per bana. Detta var oväntat, eftersom det ursprungligen trodde att Prometheus är en "tjuvande måne" och stjäl partiklar från F-ringen. Det som faktiskt händer är att partiklarna bara tillfälligt dras bort och sedan flyter tillbaka in i ringen.
Interaktioner mellan ring och måne kommer också att påverka Prometheus yta. Liksom vår måne och de flesta andra planetarsatelliter har Prometheus en synkron rotation som alltid visar samma ansikte mot Saturnus.
Teamet på QMUL undersökte platsen på Prometheus yta där partiklarna skulle förväntas kollidera. De fann att i den synkrona samroterande referensramen inträffade överraskningarna överraskande på Prometheus baksida och företrädesvis i ekvatorialområdet.
Detta scenario har viktiga konsekvenser för ytan hos Prometheus, och teamet förväntar sig att finna skillnader i albedo (reflektivitet) mellan de bakre och främre ansikten.
"Det skulle vara som en man som kolliderar med andra människor medan han ständigt möter en viss riktning och slår dem med bara en sida av kroppen," sade Chavez.
Andra medlemmar av QMUL-teamet som undersöker länkarna mellan Prometheus och F-ringen är: professor Carl D. Murray, Dr. Kevin Beurle, Dr. Nicholas J. Cooper och Dr. Michael W. Evans.
Original Soure: RAS News release
