Dane z sondy Cassini wskazują, że majestatyczny system pierścieni ma swoją własną atmosferę – niezależną od atmosfery planety.

Tłumaczenie: Marta Bartczak

Podczas bliskich przelotów koło systemu pierścieni, instrumenty na Cassini mogły ustalić, że otoczenie pierścieni przypomina atmosferę, złożoną głównie z molekularnego tlenu. Atmosfera ta przypomina atmosferę księżyców Jowisza, Europy i Ganimedesa.

Odkrycia dokonano za pomocą dwóch instrumentów Cassiniego: INMS (Ion and Neutral Mass Spectrometer) oraz CAPS (Cassini Plasma Spectrometer)

Pierścienie Saturna składają się głównie z brył lodowych zmieszanych z mniejszymi ilościami kurzu i materii skalnej. Są one wyjątkowo cienkie: mimo że mają średnicę około 250000 kilometrów, ich grubość nie przekracza 1,5 kilometra.

Pomimo imponującego wyglądu, pierścienie zawierają bardzo małą ilość materii – gdyby je ścisnąć w jedno ciało, nie miałoby nawet 100 kilometrów średnicy.

Nie znamy jednak pochodzenia pierścieni. Niegdyś naukowcy uważali, że były one utworzone w tym samym wieku co planety, wytworzyły się z wirującego gazu międzygwiazdowego 4000 milionów lat temu. Jednak obecnie pierścienie zdają się być młode, być może liczą sobie setki milionów lat.

Inna teoria sugeruje, że kometa przelatywała zbyt blisko Saturna i została rozbita przez siły pływowe. Możliwe, że w jeden z księżyców tej planety uderzyła planetoida rozbijając go na kawałki, które obecnie tworzą pierścienie.

Chociaż Saturn mógł mieć pierścienie od momentu powstania, system pierścieni nie jest stabilny i musi być regenerowany przez ciągłe procesy, prawdopodobnie rozpad większych satelitów.

Proces powstawania „atmosfery” jest następujący. Cząsteczki wody są początkowo wyrzucane z cząstek pierścieni przez ultrafioletowe światło słoneczne. Następnie są one rozdzielane na wodór oraz molekularny i atomowy tlen, poprzez fotodysocjację. Wodór rozchodzi się w przestrzeni, tlen atomowy i jakakolwiek pozostała woda z powrotem zamarza tworząc materię pierścieni z powodu niskich temperatur, a pozostaje duża koncentracja cząsteczek tlenu.

Doktor Andrew Coates, naukowiec korzystający z instrumenu CAPS z MSSL (Mullard Space Science Laboratory) w Londynie w University College powiedział: „Gdy woda oddziela się od pierścieni, zostaje rozdzielana przez światło słoneczne: wodór i tlen atomowy giną, pozostawiając molekularny tlen„.

„INMS widzi neutralny tlen, CAPS cząsteczkowe jony tlenu i „widok elektronowy” pierścieni. Są to zjonizowane związki tego tlenu z dodatkowymi elektronami wyrwanymi przez światło słoneczne z pierścieni„.

Doktor Coates stwierdził, że atmosfera pierścieni utrzymuje się poprzez działanie sił grawitacyjnych oraz dzięki równowadze pomiędzy utratą materii a dostarczaniem nowych cząsteczek z pierścienia.

W zeszłym miesiącu, naukowcy misji Cassini-Huygens świętowali pierwszą rocznicę orbitowania sondy wokół Saturna. Sonda Cassini weszła na orbitę wokół Saturna (SOI) w dniu 1 lipca 2004 roku po sześcioletniej podróży do planety, po przebyciu ponad trzech miliardów kilometrów.