טלסקופ החלל שפיצר ריגש טבעת אדירה סביב שבתאי, הלהקה הגדולה והרחוקה ביותר ברחבי העולם הטבעתי הזה. כמה גדול הטבעת הזו? "אם היו לך עיניים אינפרא אדום כמו שפיצר," אמרה אן ורבייסר, אסטרונומית מחקר מאוניברסיטת וירג'יניה, שרלוטסוויל, "מכדור הארץ זה היה נראה כמו ירח מלא אחד משני צדי שבתאי." זה ענק להפליא! עיקר החומר שלו מתחיל כשישה מיליון ק"מ (3.7 מיליון מיילים) מהכוכב ושולח כלפי חוץ בערך 12 מיליון ק"מ (7.4 מיליון מיילים). מיליארד אדמות יכולות להתאים לנפח החלל שהטבעת הזו תופסת.
אז מדוע לא התגלה המבנה הענק הזה בעבר?
"זה מאוד מאוד קלוש; "מאוד מגוחך", אמר verbiscer מגזין Space. "אם היית עומד בתוך הטבעת אתה אפילו לא יודע את זה. בקילומטר מעוקב של שטח יש רק 10-20 חלקיקים. החלקיקים בגודל זהה לחלקיקי הערפל, אך הם מאוד פרוסים. אנו מסתכלים רק על הפליטות התרמיות שהחלקיקים הקטנים האלה מפיצים; אנו לא מסתכלים על אור שמש משתקף כלל בתצפיות שעשינו עם שפיצר. זה מה שהופך את שפיצר למכשיר המושלם לשימוש כדי לנסות למצוא מבנה אבק כזה. הטבעת הזו מקבילה לחלוטין לדיסקי פסולת סביב כוכבים אחרים ששפיץ אותם. "
צוות המחקר לא רק מעד את הטבעת הזו; הם חיפשו את זה. הצוות כולל את ורביסקר, דגלאס המילטון מאוניברסיטת מרילנד, קולג 'פארק ומייקל סקרוצקי, מאוניברסיטת וירג'יניה, שרלוטסוויל. הם השתמשו במצלמת האינפרא אדום באורך הגל הארוך יותר על שפיצר, המכונה פוטומטרת ההדמיה המרובת-סיביות, ועשו את התצפיות שלהם בפברואר 2009 לפני שפיציצר נגמר נוזל הקירור במאי והחל במשימה "החמה" שלה.
"יותר מ -300 שנה אנשים מנסים להסביר את המראה של ירח שבתא (ירח שבתאי) (שהתגלה על ידי ג'ובאני קאסיני בשנת 1671) ומדוע צד אחד של הירח הוא אור והשני כהה מאוד," אמר Verbiscer. "במשך 35 השנים האחרונות, ירח נוסף, פיבי עלה כהסבר אפשרי, מכיוון שיש קשר בין שני הירחים האלה. פיבי עצמה כהה מאוד, והיא תואמת את האלבדו או את הבהירות של החומר האפל של חצי הכדור המוביל של איפטוס. לפיבי מסלול רטרוגרפי ואייפטוס נמצא במסלול פרו-כיתה. כך שאם חלקיקים ישוגרו מפיבי וספירלה פנימה לכיוון שבתאי הם היו מכים את איפטוס ממש על חצי הכדור המוביל הזה. "
המבקר אמר כי באופן דינאמי דובר על ההסבר הזה לצד האפל של איפטוס וניסה להיות דוגמנית. אבל איש לא חשב להשתמש בספיצר כדי לחפש אבק באזור זה. "אז זה היה הרעיון שלנו," אמרה. "כותרת ההצעה שלנו הייתה 'טבעת שבתאי חדשה'. בהחלט חיפשנו מבנה אבק הקשור לפיבי ובאותו מסלול, וזה בדיוק מה שאנחנו רואים."
המבקר אמר שיהיה קשה מאוד אפילו לחללית קאסיני ובעיקר למצלמות ההדמיה לראות את הטבעת הזו, מכיוון שהיא מופיעה רק באינפרא אדום. בנוסף קאסיני נמצא בתוך הטבעת הזו, ויצטרך להשקיף על פני הטבעות האחרות של שבתאי. "הטבעת הזו כל כך גדולה אך עם זאת כה קלושה, היה קשה לדעת מתי אתה מסתכל עליה ומתי לא."
הגובה האנכי והנטייה המסלולית של טבעת זו תואמים בצורה מושלמת את מסלולו של פיבי בשמיים. "אם היית מתכנן איפה פיבי מופיע לאורך זמן כשהוא מסתובב בשבתאי, הטבעת תואמת בדיוק, אמר Verbiscer. "חשוב על רבע מסתובב על שולחן; לטבעת יש את אותו קצה אנכי, והמסלול של פיבי עושה את אותו סוג של דבר. "
האם לחלקיקי האבק מפיובה עצמה או שמא פיובה "מרעידים" חלקיקים לתצורה זו, אין בידי המדענים הוכחות ברורות, אך ככל הנראה חלקיקי האבק הם מפיבה. "אין לנו אישור נוקשה לכך, אבל זה מאוד מרמז שזה מגיע מפיבי," אמר Verbiscer. "החומרים כולם מסתכמים במה שתקבל מחפירת מכתש בקוטר של כקילומטר על פיבי."
פיבי נמצאת במרחק של 200 ק"מ ורוחבה מכתש, כך שמכתש של 1 ק"מ אינו מכתש ענק מדי. "אז אנחנו לא יכולים להסתכל על מכתש מסוים על פיבי ולהגיד שאחד יצר את הטבעת", הסביר Verbiscer. "סביר להניח שזה מכמה פגיעות קטנות יותר שונות והטבעת כל הזמן מסופקת מההשפעות והמיקרומטוריטים הבאים שפגעו בפיבי, שיגרה חומר לטבעת זו, מכניסה אבק וחומר משטח פיבי למסלול דמוי פיבי."
אך עדיין יש מעט תעלומה לגבי צבע הכדור המוביל של איפטוס.
השניים בין הירחים הושוו לעיתים קרובות בהרכב, ובאינפרא אדום כמעט קרוב, הם חולקים תכונות קליטה. לעומת זאת, באולטרה סגול, הספקטרום אינו תואם. "מבחינת הצבע, באיפטוס, הצבע הכהה נראה מעט אדום יותר בהשוואה לפיבי, כך שיש מעט חוסר התאמה בצבע," אמר ורביסקר. "זה יכול להיות החלקיקים שהושקו מתערובת פיבי עם כל מה שיש באיפטוס, שעשוי להסביר את ההבדל בצבע. זה אולי משהו מעניין לחקור, לעשות כמה דגמי ערבוב ספקטרליים כדי לבוא עם חומר איפטוס קדמוני ולערבב עם החומר של פיבי לראות אם הם מאדימים איכשהו. "
הטבעת עצמה קלושה מכדי לקחת ספקטרה כדי לנסות ולקבוע אילו חומרים הם הטבעת, אך ההנחות הן שהחומרים מגיעים מהמשטח העליון של משטח המכתש של פיבי, שעשוי לכלול גם קרח. תקריבים של קאסיני של הירח משנת 2004 מראים מכתשים בהירים, ורמזים לכך שהקרח קרוב לפני השטח.
שפיצר הצליח לחוש בזוהר האבק הקריר, שהוא בערך 80 קלווין (מינוס 316 מעלות פרנהייט). חפצים מגניבים מאירים בקרינה אינפרא אדום או תרמית; לדוגמה, אפילו כוס גלידה מאירה באור אינפרא אדום. "על ידי התמקדות בזוהר האבק הקריר של הטבעת, שפיצר הקל למצוא את זה," אמר Verbiscer.
העיתון של הצוות מופיע בגיליון היום של הטבע. גרסה מקוונת זמינה כאן.
כיתוב תמונה מוביל: מושג האמן של הטבעת השבתאי החדשה. קרדיט: נאס"א / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC) אשראי הכניסה (סטורן, פיבי ואיפטוס) הוא NASA / JPL / SSI. תמונה באדיבות אן ורביסקר
מקור: ראיון עם אן ורביסקר
