Sprachfunktionen in Saturns B-Ring, die im August 1981 von Voyager 2 aufgenommen wurden. Bildnachweis: NASA Zum Vergrößern anklicken
Als die Voyager vor 26 Jahren Saturn zum ersten Mal besuchte, gab sie Fotos ungewöhnlicher speichenartiger Strukturen in den Ringen zurück. Es wird angenommen, dass die Speichen verursacht werden, wenn sich elektrisch geladene Partikel über der Oberfläche der Ringe sammeln und das Licht der Sonne anders streuen als die Ringe selbst. Wissenschaftler glauben, dass sie voraussichtlich im Juli dieses Jahres zurückkehren werden, da sie vom Winkel des Rings zur Sonne abhängen, der jetzt abnimmt.
Ungewöhnliche Speichen, die flüchtig auf den Ringen des Saturn erscheinen und nur jahrelang verschwinden, könnten laut einer neuen Studie der Universität von Colorado in Boulder bis Juli wieder sichtbar werden.
Die Speichen, die bis zu 6.000 Meilen lang und 1.500 Meilen breit sind, wurden vor 26 Jahren erstmals von der Voyager-Raumsonde entdeckt, sagte CU-Boulder-Professor Mihaly Horanyi vom Labor für Atmosphären- und Weltraumphysik. Als das Cassini-Raumschiff im Juli 2004 am Saturn ankam, waren die markanten radialen Merkmale, die die Ringebene des Saturn durchschnitten, nirgends zu finden - ein Ereignis, das viele Wissenschaftler enttäuschte und verwirrte, sagte er.
Das Hubble-Weltraumteleskop beobachtete gelegentlich die Ringspeichen Ende der neunziger Jahre, sagte Horanyi, Professor für Physik an der CU-Boulder. Aber die Speichen verblassten allmählich, ein Ergebnis der saisonalen Orbitalbewegung des Saturn und seiner geneigten Rotationsachse, die die Lichtstreuungsgeometrie veränderte.
"Die Speichen waren ausgeschaltet, als Cassini ankam", sagte Horanyi. "Wir glauben, dass es ein saisonales Phänomen im Zusammenhang mit dem Auf- und Untergang der Sonne über der Ringebene ist, das die physische Umgebung dort verändert und sie entweder freundlich oder ihrer Bildung feindlich gegenübersteht."
Ein Artikel zu diesem Thema erscheint in der Ausgabe des Science Magazine vom 17. März. Das Papier wurde von den Doktoranden Colin Mitchell und Horanyi von CU-Boulders LASP, Ove Havnes von der Universität Trosmo in Norwegen und Carolyn Porco vom Space Science Institute in Boulder verfasst.
Die Speichen bestehen aus winzigen Staubpartikeln mit einer Breite von weniger als einem Mikrometer - etwa 1/50 der Breite eines menschlichen Haares -, die elektrostatische Ladungen in der Plasmaumgebung der Ringe sammeln und elektrischen und magnetischen Kräften ausgesetzt sind, sagte Horanyi. Unter den richtigen Bedingungen erhalten sie ein zusätzliches Elektron, das es ihnen ermöglicht, für kurze Zeit massenhaft von der Oberfläche der Ringtrümmer zu springen und gemeinsam die riesigen Speichen zu bilden, die auf der beleuchteten Seite der Ringe dunkel und auf der unbeleuchteten Seite der Ringe hell erscheinen Ringe.
Die Forscher nehmen an, dass die Bedingungen für die Bildung der Speichen mit einer Abnahme des Winkels der Ringebene zur Sonne korrelieren. "Da die Ringe jetzt offener für die Sonne sind als beim Vorbeiflug der Voyager, hat die Ladeumgebung über den Ringen die Bildung der Speichen bis vor kurzem verhindert", schrieben die Forscher in Science.
Cassini stellte Anfang September erstmals eine „mickrige Version“ von Saturns Speichenringen aus einer Entfernung von 98.000 Meilen vor, die nur etwa 2.200 Meilen lang und etwa 60 Meilen breit waren, sagte Horanyi. Das Team glaubt, dass die Speichensichtung ein „Frühaufsteher“ -Ereignis gewesen sein könnte.
Da der Winkel der Ringebene abnimmt, wenn sich Saturn in der Nähe seiner beiden saisonalen Äquinoktien befindet, scheinen die Bedingungen für die Bildung der unheimlichen Speichen besser geeignet zu sein, sagte Horanyi. Obwohl Cassini derzeit zu nahe an der Ringebene umkreist, um Beobachtungen zu machen, erwarten die Forscher, dass die Speichenaktivität zurückgekehrt ist, wenn das Raumschiff im Juli 2006 seine Neigung erhöht.
Sobald die Speichen wieder sichtbar sind, geht das Forscherteam davon aus, dass es etwa acht Jahre lang eine Sprechaktivität geben wird, basierend auf der Tatsache, dass Saturn etwa 30 Erdjahre benötigt, um eine Umlaufbahn um die Sonne zu vollenden, sagte Horanyi. Auf den Zeitraum von acht Jahren sollten etwa sechs bis sieben Jahre Pause eingelegt werden, sagte er.
Die Staubkörner, die während der Speichenbildungsperioden durch Plasma schweben, schweben wahrscheinlich weniger als 50 Meilen über den Ringen selbst und streuen das Sonnenlicht anders als die Ringe selbst, sagte er.
Aber es gibt immer noch viele Fragen zu den Speichen, sagte Horanyi. "Wir wissen nicht, ob sie sich durch schnelle Expansion bilden oder ob sie sich alle auf einmal bilden", sagte er. Während der Voyager-Mission fehlten sie während einer Beobachtung, waren jedoch in einer nur fünf Minuten später durchgeführten Nachbeobachtung voll entwickelt, sagte Horanyi.
„Dies ist ein seltsames Phänomen. Wir haben noch nicht die ganze Geschichte darüber “, sagte er.
Originalquelle: CU-Boulder Pressemitteilung
