Badania prowadzone przy pomocy sondy Cassini przyczyniły się do ustalenia możliwego pochodzenia jednego z pierścieni Saturna – pierścienia G. Za jego obecny kształt odpowiadają duże lodowe cząstki znajdujące się w jasnym łuku na jego wewnętrznej krawędzi.
Artykuł napisali uczestnicy warsztatów podczas obozu astronomicznego klubu Almukantarat
Oddziaływanie grawitacyjne Mimasa, jednego z księżyców Saturna, utrzymuje cząstki w obrębie łuku. Mikrometeoroidy, zderzając się z nimi, rozdrabniają je na pył, który rozjaśnia łuk. Przepływająca przez niego plazma wypycha drobne cząstki, z których tworzy się pierścień G.
Odkrycie dowodzi złożonego oddziaływania pomiędzy księżycami, pierścieniami i magnetosferą Saturna. Badanie tych zjawisk jest jednym z zadań sondy Cassini. Na wykonanych przez nią zdjęciach możemy zaobserwować, gdzie jest łuk i jak się porusza. Pomiary plazmy i pyłu w pobliżu pierścienia G informują natomiast o ilości znajdującego się tam materiału.
Wnioski z obserwacji wykonanych przez sondę Cassini w 2004 i 2005 roku ukazały się drugiego sierpnia w czasopiśmie „Science”. Głównym autorem publikacji jest Matthew Hedman z Cornell University.
Animacja ukazująca jasny łuk na krawędzi pierścienia G. Obraz w dolnej połowie został rozciągnięty pięć razy, żeby ułatwić dostrzeżenie łuku. Zdjęcia, tworzące klatki filmu, wykonywane były przez sondę Cassini w odstępach półgodzinnych. Powstały 25 kwietnia 2006 roku, gdy sonda znajdowała się w odległości 2 milionów kilometrów od Saturna.
Pierścienie Saturna tworzą olbrzymią, złożoną strukturę, której pochodzenie jest nieznane. Nazwano je w kolejności ich odkrycia, dlatego, gdy patrzymy od wewnątrz, układają się w sekwencję D, C, B, A, F, G, E. Główne pierścienie – A, B i C – dorównują szerokością odległości między Ziemią a Księżycem.
W pobliżu pyłowych pierścieni E i F znajdują się księżyce, które oddziałują na ich wewnętrzną budowę. Jednak w pobliżu pierścienia G nie ma żadnego księżyca, w związku z tym jego umiejscowienie aż do dziś pozostawało niewyjaśnione.
Łuk ma szerokość 250 kilometrów, dużo mniejszą od szerokości pierścienia (6000 km) i rozciąga się na jedną szóstą jego obwodu. Odkąd sonda doleciała do Saturna w 2004 roku, zaobserwowano go już kilkakrotnie, co sugeruje, że nie jest krótkotrwałą anomalią.
W pobliżu łuku występują zakłócenia grawitacyjne powodowane przez księżyc Mimas. Przeprowadzone symulacje komputerowe wykazały, że zakłócenia te istotnie mogły spowodować powstanie opisywanej struktury. W Układzie Słonecznym podobne zjawiska występują jedynie w łukach pierścieni Neptuna.
W 2005 roku zauważono, że wokół łuku liczba naładowanych cząstek jest mniejsza. Zdaniem naukowców, są one pochłaniane przez niewidoczną masę. Badacze doszli więc do wniosku, że w łuku istnieje grupa większych, dotychczas niezaobserwowanych obiektów. Ich rozmiar waha się od wielkości ziaren grochu do niewielkich głazów. Łączna masa tych ciał odpowiada masie małego lodowego księżyca o średnicy ok. 100 metrów.
Za 18 miesięcy naukowcy będą mieli okazję, aby zaobserwować obiekty w obrębie pierścieniu G. Wtedy Cassini znajdzie się w odległości ok. 1000 km od łuku.
