Mozajka obrázků Saturnova prstence C znázorňujících vybrané radiální oblasti. V nich jsou periodické světlé a tmavé pruhy, které prustupují celý prstenec C. Tyto rozdíly v jasu jsou téměř jistě způsobeny měnícím se spádem ve zvlněné ploše prstenců, velmi podobně jako na střeše z vlnitého plechu. Zdroj: Cornell University.
Vědci projektu Cassini poprvé zjistili spirální vlny v 2 000 km široké pruhu Saturnova prstence D (prstenec nejblíže k planetě) v roce 2005, řekl Matt Hedman, výzkumný pracovník na Cornellově universitě a hlavní autor jednoho z článků. V roce 2009, když Slunce procházelo rovinou prstenců, astronomové rozeznali více rozšiřujících se nepravidelností rozkládajících se do šířky celkem 17 000 km v prstenci C a začali pátrat po příčině vzniku těchto nepravidelností.
Vlny v Saturnově prstenci D. Zdroj: NASA.
Porovnáním dat z let 2005 a 2009, Hedman, spoluautor Joseph A. Burns, profesor astronomie z Cornellovy university a profesor na Irving Porter Church Professor of Engineering a kolegové byli schopni zmapovat, jak se nerovnosti v prstencích vyvíjejí v čase a prostoru.
Zjistili, že spirálové formace se „utahují“ kolem kolem planety asi jako když se kus látky namotává na otáčející se předmět. Pokusili se proto rekonstrukcí do minulosti „rozmotat“ tyto spirály zpět do předpokládaného hladkého počátečního stavu. Zjistili přitom, že tyto „původní nedeformované plochy“ jsou skloněné k rovině prstenců Saturnu – i k rovině Saturnova rovníku.
„Mohli byste si tyto deformace představit jako když se celý prstenec někdy v minulosti naklonil,“ řekl Hedman. Tento okamžik podle výpočtů vychází na podzim 1983.
Vznik vln v prstenci. Zdroj: Science/AAAS.
Nikdo neví, co se stalo v roce 1983, že to způsobilo takový náklon. Ale zatímco Hedman a kolegové pracovali na daetch z Cassini, bývalý student z Cornellovy university, Mark Showalter, Ph.D. ’85, nyní vědec v SETI a hlavní autor druhého článku s Hedmanem a Burnsem, zkoumal podobné deformace v hlavním prstenci Jupiteru.
Výpočty při použití stejného modelu ukázaly, že rovinu prstence Jupiteru něco naklonilo mezi července a říjnem 1994. Náklon podle výpočtů činil 2 km. V červenci 1994 postupně spadly na Jupiter úlomky komety Shoemaker-Levy 9. To vypadá, že dopady komet na planety mohou nepatrně naklánět jejich prstence.
Jediný samotný pevný objekt nicméně nestačí k tomu, aby částicím tvořícím prstenec udělil skloněnou dráhu; ten jednoduše pronikne prstencem a spadne na planetu. Ale pokud tento objekt – například průměrně velká kometa – byl před tím rozmělněn na oblak malých částic, vypadá to jinak: v takovém případě nejmenší částice mohou pršet na na širší oblast a vychýlit víc částic prstence. Obrazně si to můžeme představit, jako kdyby prstenec dostal facku.
Vlny v prstencích jsou tedy pozůstatky po kolizích komet s velkými planetami a nesou v sobě informaci o formování a vývoji sluneční soustavy jako celku, řekl Burns.
„Uvědomujeme si, že vnější část sluneční soustavy je mnohem dynamičtější, než jsme si dosud mysleli, a tak prstence mohou být významnými nositeli stop po událostech ve vzdálené minulosti,“ řekl. „A to nám dává příležitost říci, jak kolik objektů dříve existovalo … a také se dovědět trochu více, jak se prstence planet vyvíjely.“
Tyto obrázky, získané z dat sondy Galileo, ukazují jemné vlny v prstenci Jupiteru. Tyto vlny vznikly v důsledku pádu komety Shoemaker-Leyv 9 na Jupiter v červenci 1994. Na obrázku nahoře je snímek prstence pořízený sondou Galileo 9. listopadu 1996. Prostřední obrázek počítačově upravený tak, aby vlny byly co nejlépe viditelné. Na třetím obrázků je počítačový model prstence získaný z obrazových dat. Zdroj: NASA/JPL-Caltech/SETI.
Zajímavé bude, až se podaří získat podobné informace i o prstencích dalších planet: Uranu a Neptunu. Tyto planety se díky větší vzdálenosti od Slunce nacházejí v prázdnějším prostoru s menšími oběžnými rychlostmi kolem Slunce. Soustava těles se tak vyvíjí v čase pomaleji. Případných srážek je méně. Na druhou stranu tyto planety jsou menší, a tak se dá očekávat, že jejich slabší gravitace bude „poruchy“ v prstencích vyhlazovat pomaleji. Prstence Uranu a Neptunu jsou však velmi řídké a nevýrazné.
Zdroj:
GOLD, Lauren: Comet collisions could cause rippled planet rings, research shows, Cornell University Chronicle Online, 1. 4. 2011
MINARD, Anne: New Studies: Planetary Rings Harbor Records of Past Smash-Ups, Universe Today, 31. 3. 2011
Forensic Sleuthing Ties Ring Ripples To Impacts, Ciclops.org, 31. 3. 2011
Photos: Subtle Ripples in Jupiter’s Ring, Jupiter Today, 2. 4. 2011
HEDMAN, M. M. – BURNS, J. A. – EVANS, M. W. – TISCARENO, M. S. – PORCO C. C.: Saturn’s Curiously Corrugated C Ring (abstrakt), Science, 31. 3. 2011
SHOWALTER, Mark R. – HEDMAN, Matthew M. – BURNS, Joseph A.: The Impact of Comet Shoemaker-Levy 9 Sends Ripples Through the Rings of Jupiter (abstrakt), Science, 31. 3. 2011
