Prometheus wirkt auf den F-Ring des Saturn. klicken um zu vergrößern
Eines der erstaunlichsten Bilder, das vom Cassini-Raumschiff zurückgeschickt wurde, zeigt einen der Hirtenmonde des Saturn, Prometheus, der einen Partikelstrom vom F-Ring wegzieht. Wissenschaftler der Queen Mary der University of London haben ein Modell entwickelt, das die Kräfte erklärt, die in dieser dramatischen Interaktion wirken. Es wurde ursprünglich angenommen, dass Prometheus Ringpartikel stiehlt, aber es scheint nun, dass er sie nur ausleiht, wenn sie vorbeikommen, und sie driften zurück in das Ringsystem, nachdem der Mond vorbeigefegt ist.
Bilder aus der F-Ring-Region des Saturn, die mit den Kameras des Cassini Imaging Science Subsystem (ISS) aufgenommen wurden, haben eine Struktur gezeigt, die in einem Planetenring noch nie zuvor gesehen wurde.
Es wird angenommen, dass die Ringe um alle Riesenplaneten in unserem Sonnensystem durch kleine „Hirtenmonde“ stabilisiert werden, die in oder in der Nähe der Ringe kreisen und diese durch Gravitationseinflüsse stabilisieren.
Der schmale F-Ring des Saturn? Das liegt etwas außerhalb der spektakulären Hauptringe - wird von zwei kleinen Hirten gepflegt. Prometheus (100 km Durchmesser) umkreist direkt innerhalb des F-Rings, während Pandora (85 km Durchmesser) sich direkt außerhalb des F-Rings um den Saturn bewegt.
Periodische Strukturen wie azimutale Lücken? Es wurden „Kanäle“ mit geringer optischer Tiefe und „Streamer“ entdeckt. Diese Funktionen sind in Movie1 zu sehen. Der Ursprung dieser Merkmale wurde von einem Team an der Queen Mary der University of London (QMUL) mithilfe numerischer Integrationen untersucht.
Am Dienstag, den 4. April, wird Carlos Chavez von QMUL dem RAS National Astronomy Meeting in Leicester die Ergebnisse ihrer Computermodelle erläutern, die die enge und komplexe Beziehung zwischen Prometheus und dem verwickelten F-Ring erklären.
"Die Modelle stimmen hervorragend mit den in den Cassini-Bildern beobachteten Strukturen überein", sagte Chavez.
"Wir haben festgestellt, dass die Lücken nicht auf einen Mangel an Partikeln zurückzuführen sind, sondern auf eine erzwungene Veränderung der Orbitalelemente durch eine enge Begegnung mit Prometheus", erklärte er. "Die Schwerkraft des Mondes zieht vorübergehend einige der Partikel vom vorbeiziehenden Hauptstrom weg."
„Es ist wie eine Menschenmenge, die in mehreren Reihen in derselben Richtung eine Straße entlang geht. Plötzlich kommt jemand anderes von der anderen Straßenseite und kollidiert mit einigen von ihnen. Dann sagt er ihnen, sie sollen mitkommen und geht weg. Nur Leute in den engsten Linien folgen ihm, was zu Lücken in der Menge führt. Kurz darauf kehren sie jedoch zur Hauptgruppe zurück. “
Der dramatischste Fall wird Ende 2009 eintreten, wenn der F-Ring und Prometheus gegeneinander ausgerichtet sind. Einmal pro Umlaufbahn während dieser Anti-Ausrichtung befindet sich Prometheus an der Apoapsis (dem am weitesten vom Saturn entfernten Punkt) und die nahe gelegenen Ringpartikel befinden sich an der Periapsis (dem Saturn am nächsten). Zu diesem Zeitpunkt sind Prometheus und die Ringpartikel einander am nächsten.
Das QMUL-Team untersuchte, wie sich diese Ereignisse auf Kollisionen zwischen den Ringpartikeln und Prometheus auswirken. Sie fanden eine geringe Anzahl von Kollisionen - nur 0,6% der Partikel kollidierten pro Umlaufbahn. Dies war unerwartet, da ursprünglich angenommen wurde, dass Prometheus ein „diebischer Mond“ ist, der Partikel aus dem F-Ring stiehlt. Was tatsächlich passiert ist, dass die Partikel nur vorübergehend weggezogen werden und dann zurück in den Ring driften.
Die Ring-Mond-Wechselwirkungen wirken sich wahrscheinlich auch auf die Oberfläche von Prometheus aus. Wie unser Mond und die meisten anderen Planetensatelliten hat Prometheus eine synchrone Rotation und zeigt dem Saturn immer das gleiche Gesicht.
Das Team von QMUL untersuchte den Ort auf der Oberfläche von Prometheus, an dem die Partikel voraussichtlich kollidieren würden. Sie fanden heraus, dass im synchronen, mitrotierenden Referenzrahmen die Kollisionen überraschenderweise auf der hinteren Seite von Prometheus und vorzugsweise im äquatorialen Bereich auftraten.
Dieses Szenario hat wichtige Auswirkungen auf die Oberflächenmerkmale von Prometheus, und das Team erwartet Unterschiede in der Albedo (Reflexionsvermögen) zwischen der nachlaufenden und der führenden Fläche.
"Es wäre, als würde ein Mann mit anderen Menschen kollidieren, während er ständig in eine bestimmte Richtung blickt und sie mit nur einer Seite seines Körpers schlägt", sagte Chavez.
Weitere Mitglieder des QMUL-Teams, die die Verbindungen zwischen Prometheus und dem F-Ring untersuchen, sind: Prof. Carl D. Murray, Dr. Kevin Beurle, Dr. Nicholas J. Cooper und Dr. Michael W. Evans.
Original Soure: RAS-Pressemitteilung
