Wissenschaftler des Southwest Research Institute (SwRI) haben 41 Sonnenbedeckungsbeobachtungen der Saturnringe von der Cassini-Mission verarbeitet. Die Zusammenstellung wurde kürzlich in dem Fachjournal Icarus veröffentlicht und wird zukünftige Untersuchungen der Teilchengrößenverteilung und Zusammensetzung der Saturnringe ergänzen. Das sind Schlüsselaspekte, um ihre Entstehung und Entwicklung zu verstehen.
“Fast zwei Jahrzehnte teilte die NASA-Raumsonde Cassini die Wunder von Saturn, seiner Eismonde und seiner charakteristischen Ringe, aber wir kennen den Ursprung des Ringsystems noch immer nicht genau”, sagte Dr. Stephanie Jarmak von der Space Science Division am SwRI. “Die Belege sprechen dafür, dass die Ringe relativ jung sind und sich aus der Zerstörung eines Eismondes oder eines Kometen gebildet haben könnten. Um jegliche Ursprungstheorie zu untermauern, müssen wir jedoch gute Kenntnisse von der Größe der Teilchen haben, aus denen die Ringe bestehen.”
Cassinis Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS) war für einige der kleinsten Ringteilchen empfindlich, insbesondere mit den Beobachtungen, die er in den Wellenlängen des extremen Ultraviolettbereichs machte.
Um die Größe der Ringteilchen zu bestimmen, beobachtete UVIS sie, als das Instrument auf die Sonne ausgerichtet war und das Sonnenlicht durch die Ringe fiel. Die Ringteilchen blockierten teilweise die Bahnen des Lichts und ermöglichten auf diese Weise eine direkte Messung der optischen Tiefe, einem wichtigen Parameter zur Bestimmung der Größe und Zusammensetzung der Ringteilchen.
“Mit der gegebenen Wellenlänge des Lichts von der Sonne gaben uns diese Beobachtungen neue Einblicke in die kleinsten Teilchengrößen innerhalb der Saturnringe”, sagte Jarmak. “UVIS kann Staubteilchen bis zur Mikrometergröße registrieren, was uns dabei hilft, den Ursprung, die Kollisionsaktivität und die Zerstörung der Ringteilchen innerhalb des Systems zu verstehen.”
Die Zusammenstellung veranschaulicht auch die Veränderungen der optischen Tiefe von Bedeckungsbeobachtungen, was bei der Bestimmung der Teilchengröße und -zusammensetzung helfen kann. Während einer Bedeckung wird Licht von einer Hintergrundquelle wie der Sonne durch die Teilchen in der Lichtbahn absorbiert und gestreut. Die Menge des von einem Ringteilchen blockierten Lichts liefert eine direkte Messung der optischen Tiefe des Rings.
Die Einbeziehung der optischen Tiefe ist entscheidend, um die Struktur der Ringe zu verstehen. Die Studie maß die optische Tiefe als Funktion der Sichtgeometrie, also die Beobachtungswinkel des Ringsystems in Bezug zur Cassini-Sonde. Wenn das Licht in unterschiedlichen Winken die Ringe passiert, können Wissenschaftler daraus ein Bild der Ringstrukturen erstellen.
“Ringsysteme um Riesenplaneten bieten auch Testumfelder zur Untersuchung grundlegender physikalischer Eigenschaften und Prozesse in unserem Sonnensystem allgemein”, sagte Jarmak. “Man vermutet, dass diese Teilchen die Folge von Kollisionen der Objekte, die in einer Scheibe entstehen und größere Teilchen aufbauen. Zu verstehen, wie sie diese Ringsysteme bilden, könnte uns auch helfen zu begreifen, wie Planeten entstehen.”
Die Studie “Solar occultation observations of Saturn’s rings with Cassini UVIS” erschien im Journal Icarus.
(THK)
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