ידוע זה מכבר כי הטבעות של סטורן אינן החישוקים המושלמים שהם מופיעים כמו בטלסקופים חובבים קטנים, וכאשר החללית קאסיני נכנסה למסלול סביב שבתאי, הפכה הפרעה הקשה של טבעת ה- B המסיבית עוד יותר. מדענים היו המומים מבנים אנכיים מתנשאים, קצוות מסולסלים על הטבעות ותווי פנים דמויי מדחף. אבל מדענים מצאו כעת את הגורם לתכונות המוזרות הללו: האזור פועל ממש כמו גלקסיה ספירלית, אמרה קרולין פורקו, ראש צוות צוות ההדמיה של קאסיני.
"מצאנו את מה שקיווינו שנמצא כשיצאנו למסע הזה עם קאסיני לפני כמעט 13 שנה", אמר פורקו, "(וקיבלנו ראות) למנגנונים שפיסלו לא רק את הטבעות של שבתאי, אלא גם דיסקים שמימיים. בקנה מידה גדול בהרבה, ממערכות סולאריות, כמו שלנו, עד לגלקסיות הספירלה הענקיות. "
טבעת B היא אחד האזורים הדינמיים ביותר בטבעות שבתאי, ובאופן מפתיע, אומרים מדענים, הטבעות מתנהגות כמו גרסה זעירה של גלקסיית שביל החלב שלנו.
כאשר חללית וויאג'ר טסה על ידי סטורן בשנת 1980 ו -1981, מדענים ראו כי הקצה החיצוני של טבעת B של כדור הארץ היה מעוצב כמו כדורגל מסתובב ומשטוח על ידי הפרעות הכבידה של מימאס. אבל היה ברור, אפילו בממצאיו של וויאג'ר, שהתנהגות טבעת B החיצונית הייתה מורכבת בהרבה מכל מה שמימאס לבדה יכולה לעשות.
באמצעות ניתוח של אלפי תמונות קסיני של טבעת B שצולמה במשך תקופה של ארבע שנים, פורקו וצוותה מצאו את המקור לרוב המורכבות: לפחות שלושה דפוסי גל נוספים, או מסתובבים באופן עצמאי, או תנודות, שמעוותים את שולי טבעת B.
התנודות מסתובבות סביב הטבעת במהירויות שונות והתנועות הקטנות, האקראיות, של חלקיקי הטבעת מזינות אנרגיה לגל שמתפשט החוצה על פני הטבעת מגבול פנימי, ומשתקף מהקצה החיצוני של טבעת B (שמתעוות כמו תוצאה) ואז נוסע פנימה עד שהוא משתקף מהגבול הפנימי. השתקפות מתמשכת קדימה ואחורה זו הכרחית כדי שדפוסי הגל הללו יצמחו וייראו לעיוותים בקצה החיצוני של טבעת B.
צפו בסרטון וידאו של התנודות.
תנודות אלה, עם אונה אחת, שתיים או שלוש, אינן נוצרות על ידי ירחים. במקום זאת הם נוצרו באופן ספונטני, בין השאר מכיוון שהטבעת צפופה מספיק, וקצה טבעת B חד מספיק כדי שגלים יצמחו מעצמם ואז ישתקפו בקצה.
התנועות הקטנות והאקראיות של חלקיקי הטבעת מזינות אנרגיה לגל וגורמות לו לצמוח. התוצאות החדשות מאשרות תחזית מתקופת וויאג'ר כי אותו תהליך יכול להסביר את כל צורות הגל הכאוטיות התמוהות שנמצאות בטבעות הצפופות של סטורן, מרחבים של עשרות מטרים עד מאות קילומטרים.
"תהליך זה כבר אומת לייצר תכונות גל בטבעות צפופות של שבתאי בקנה מידה קטן ... בערך 150 מטר לערך", כתבה פורקו בתכונה "יומן הקפטן" שלה באתר CICLOPS (הדמיית קאסיני). "כי כעת נראה כי היא גם מפיקה גלים בקנה מידה גדול של מאות קילומטרים בטבעת B החיצונית מרמזת שהיא יכולה לפעול בטבעות צפופות בכל קשקשי המרחב."
"תנודות אלה קיימות מאותה סיבה שלמיתרי הגיטרה יש מצבי תנודה טבעיים, שיכולים להתרגש כאשר הם נקטפים או מופרעים בדרך אחרת", אמר ג'וזף ספיטייל, צוות ההדמיה של קאסיני ומחבר ראשי למאמר חדש בכתב העת Astronomical, שפורסם היום. . "גם לזירה יש תדרי תנודה טבעיים משלה, וזה מה שאנחנו צופים בהם."
אסטרונומים מאמינים כי תנודות "נרגשות עצמית" כאלה קיימות במערכות דיסק אחרות, כמו גלקסיות דיסק ספיראליות ודיסקים פרוטו-פלנטריים שנמצאים סביב כוכבים סמוכים, אך הם לא הצליחו לאשר ישירות את קיומם. התצפיות החדשות מאשרות את תנודות הגל הגדולות בקנה מידה גדול מסוג זה בדיסק רחב של חומר בכל מקום בטבע.
גלים התלהבות עצמית בסולם קטן, מטר וחצי (300 מטר) נצפו בעבר על ידי מכשירי קאסיני בכמה אזורים טבעיים צפופים ויוחסו לתהליך המכונה "יכולת יתר של צמיגות".
"בדרך כלל צמיגות, או התנגדות לזרימה, מטמיעים גלים - הדרך בה גלי קול הנעים באוויר ימות," אמר פיטר גולדרייך, תיאורטיקן טבעת פלנטרי במכון הטכנולוגי בקליפורניה. "אך הממצאים החדשים מראים כי בחלקים הצפופים ביותר של הטבעות של שבתאי, צמיגות למעשה מגבירה גלים, ומסבירה חריצים מסתוריים שנראו לראשונה בתמונות שצולמו על ידי חללית וויאג'ר."
"כמה משביע רצון למצוא סוף סוף הסבר אחד לרוב, אם לא כולם, למבנה המראה הכאוטי שראינו לראשונה באזורי הטבעות הצפופות של שבתאי מזמן עם וויאג'ר," אמר פורקו, "ומאז ראינו בפירוט נהדר עם קאסיני . "
מקור: JPL, CICLOPS
