Nieuwe bevindingen over de ravioli-maantjes van Saturnus

De kleine manen van Saturnus
Deze afbeelding toont de manen in de ringen die door de Cassini ruimtesonde van de NASA van zeer dichtbij zijn onderzocht. De ringen en de manen zijn niet op schaal. Credit: NASA/JPL-Caltech

 

Astronomen beschrijven in een artikel nieuwe bevindingen over de vijf kleine maantjes die zich in de ringen van Saturnus bevinden. De meest nabije scheervluchten van de Cassini ruimtesonde laten zien dat het oppervlak van deze vreemde maantjes is bedekt met materiaal dat van de binnenste ringen afkomstig is. Daarnaast is er materiaal dat vermoedelijk afkomstig is van de grotere maan Enceladus. Het onderzoek toont een complex beeld van het ontstaan van deze kleine maantjes.

Ravioli maantjes

Het onderzoek werd op 28 maart 2019 gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Science. Volgens de onderzoekers zien ze steeds meer bewijs van hoe extreem actief en dynamisch het ringen- en maansysteem van Saturnus is.

Het nieuwe onderzoek maakte gebruik van gegevens die door zes instrumenten van de Cassini werden verzameld voordat de missie in 2017 eindigde. Het onderzoek is een heldere bevestiging dat stof en ijs van de ringen aanslibt op de manen die zich in en nabij de ringen bevinden.

Wetenschappers hebben ook ontdekt dat het oppervlak van de manen erg poreus is en dat bevestigt dat ze in verschillende stadia zijn ontstaan doordat materiaal van de ringen hecht op dichtere kernen die mogelijk de overblijfselen zijn van een groter object dat in stukken is gebroken. De porositeit helpt ook bij het verklaren van hun vorm. De maantjes zijn niet rond maar lijken een beetje op ravioli. Het materiaal heeft zich voornamelijk verzameld rond de evenaar van de maantjes.

De kleine ravioli manen van Saturnus
Deze montageopname, gemaakt door de Cassini ruimtesonde van de NASA, toont drie van de vier kleine manen in de ringen. Het zijn Atlas, Daphnis en Pan. De manen zijn op schaal afgebeeld. Credit: : NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Accretie van stof en ijs

De onderzoekers ontdekten dat de maantjes ijs en stofdeeltjes uit de ringen opscheppen en dit rond hun evenaar verzamelen. Een object met een grotere dichtheid zou meer bolvormig zijn omdat de zwaartekracht dan het materiaal zou aantrekken.

Mogelijk speelt dit proces zich ook in de ringen af en hecht er ook materiaal aan de grotere deeltjes in de ringen. Gedetailleerde beelden van deze kleine maantjes vertellen mogelijk meer over het gedrag van de deeltjes in de ringen zelf.

Van de bestudeerde maantjes zijn die van Pan en Daphnis het meest veranderd door materiaal van de ringen. Deze twee maantjes bevinden zich het dichtste bij Saturnus. Het oppervlak van de manen Atlas, Prometheus en Pandora hebben ook materiaal van de ringen opgenomen maar de zijn ook bedekt met ijsdeeltjes en waterdamp dat afkomstig is van de geisers op Enceladus. De brede E-ring van Saturnus is ook ontstaan uit materiaal dat via de geisers van Enceladus de ruimte is ingeschoten.

Spectral Imaging

Het belangrijkste puzzelstukje was een dataset van de Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) van de Cassini. De VIMS verzamelden licht dat met het menselijk oog zichtbaar is en ook infrarood licht dat een langere golflengte heeft. Het was voor het eerst dat de Cassini dicht genoeg bij het oppervlak van de maan pan kwam om een spectrale kaart van het oppervlak te maken. Door de spectra te analyseren was VIMS in staat om meer te leren over de samenstelling van het materiaal op alle vijf de manen

VIMS zag dat de manen die het dichtste bij Saturnus zijn een rodere kleur hebben die overeenkomt met de kleur van de hoofdringen. Wetenschappers weten nog niet precies de samenstelling van het materiaal met deze rode kleur maar men denkt aan een mix van organische verbindingen en ijzer.

De manen die zich net buiten de ringen bevinden hebben een blauwere kleur die overeenkomt met het licht dat afkomstig is van de geisers van Enceladus.

Tussen december 2016 en april 2017 maakte de Cassini 6 zeer nauwe scheervluchten langs de manen in de ringen. Tijdens deze scheervluchten konden de optische remote sensing instrumenten van de Cassini het elektromagnetische spectrum van de manen goed bestuderen. Deze instrumenten werkten samen met de instrumenten die het stof, plasma, de magnetische velden bestudeerden en hoe deze elementen reageren met de manen.

Er zijn nog steeds onbeantwoorde vragen. Men weet onder andere niet hoe de manen zijn ontstaan. Astronomen zullen de nieuwe gegevens gebruiken om computermodellen op te stellen die mogelijk meer inzichten gaan verschaffen over kleine manen bij andere planeten en zelfs asteroïden.

Ringmanen bij andere planeten

Men vraagt zich onder andere af of de manen van de ijsreuzen Uranus en Neptunus op dezelfde manier op hun ringen reageren als bij Saturnus het geval is. Toekomstige ruimtemissies kunnen deze vragen mogelijk beantwoorden.

De Cassini-missie eindigde in september 2017 toen de ruimtesonde door zijn brandstof heen was. De sonde werd gecontroleerd in de atmosfeer van Saturnus gestuurd. Op deze manier werd een eventuele besmetting van een van de manen voorkomen. De komende maanden zullen er meer onderzoeksresultaten over de laatste banen van de Cassini om Saturnus, bekend als de Grote Finale, worden gepubliceerd.

De Cassini-Huygensmissie was een gezamenlijk project van de NASA, de ESA en het Italiaanse ruimtevaartagentschap.

Publicatie: B. J. Buratti, et al., “Close Cassini flybys of Saturn’s ring moons Pan, Daphnis, Atlas, Pandora, and Epimetheus,” Science 28 Mar 2019;

 

Eerste publicatie: 1 april 2019
Bron: NASA, SciTechDaily

 

 




%d bloggers liken dit: