Kuva: Kevin Gill / Flickr

Huimia kuvia Saturnuksen renkaiden aalloista

Mitä tapahtuu, kun kilometrien läpimittainen järkäle kulkee lukemattomista pikkumurikoista koostuvan maton lähellä? Vastaus: aaltoja. Isoja aaltoja.

Saturnus tunnetaan leveistä ja näkyvistä renkaistaan. Niistä löytyy kirkkaita ja himmeitä alueita, sekä monia aukkoja. Eräs näistä on 42 kilometrin levyinen "Keelerin aukko".

Keelerin aukon keskellä kiertää pieni kuu, Daphnis. Se on tyypillinen paimenkuu, jonka pieni vetovoima riittää pitämään aukon avoinna. Kuu siirtää aukkoon eksyvän rengasmaterian oitis muualle.

Kuun painovoima saa renkaassa aikaan myös toisen mielenkiintoisen asian -- aaltoja. Jopa puolentoista kilometrin korkuiset näyttävät aallot syntyvät, koska Daphnis kiertää Saturnusta hieman eri tasossa kuin renkaat. Kuun pomppiessa ylös alas lähellä oleva ja normaalisti tasaisena pintana levittäytyvä renkaan materia kokee nykimistä, ja siksi nousee ja laskee asianmukaisesti. Aallot itse asiassa löydettiin ennen kuin Daphnis, ja juuri ne paljastivat kuun paikan!

Jet Propulsion Laboratoryssä työskentelevä planeettatutkija Kevin Gill on tehnyt aalloista hienoja visualisointeja. Miltä pikkukuun vanavedessä sitten näyttäisi? No vanavedeltä, tavallaan, sillä koostuvathan renkaat lähinnä H2O-jäästä! (Vanavesi tosin viittaa nesteen liikkeeseen, joten ei analogia täydellinen ole...)

Kuva: Kevin Gill / Flickr
Kuva: NASA/JPL/Space Science Institute
Yllä: Kevin Gillin visualisointi. Alla: Cassinin ottama kuva Daphnis-kuusta ja sen aiheuttamista aalloista. (NASA/JPL/Space Science Institute)

Gillin kuvista ei erotu yhtä tärkeää asiaa. Todellisuudessa aallot nimittäin muodostuvat yhdellä puolella kuun vanaveteen, mutta toisella sen eteen. Tämä johtuu kiertoradoista: lähempänä kiertävä kappale kiiruhtaa nopeammin kuin kauempana kiertävä. Häirityt renkaan kappaleet siis kulkeutuvat sisäkaarteessa saman tien kuun edelle. Aalto etenee hieman nopeammin kuin kuu.

Daphnis on epäsäännöllisen muotoinen pieni kappale. Sen massa vastaa noin 3-5 -kilometristä kivipalloa, vaikka kuun läpimitta onkin tuosta lähes tuplat. Kuun tiheys on varsin pieni, vain 340 kiloa kuutiometriä kohden.

Daphnisin synnyttämä aukko sijaitsee vain 200-250 kilometrin päässä A-renkaan ulkoreunasta. Aukon leveys on vain 42 kilometriä.

Keelerin aukko on nimetty tähtitieteilijä James Edward Keelerin mukaan. Hänet tunnetaan erityisesti havainnosta, jonka mukaan Saturnuksen renkaat koostuvat lukemattomista pienistä kappaleista. Idea oli kyllä aiemmin keksitty, mutta Keeler oli ensimmäinen, joka pystyi todistamaan sen havainnoistaan.

Keeler itse ei juuri tätä rakoa renkaissa nähnyt, mutta löysi kyllä leveämmän "Encken aukon". Se taas on nimetty Johann Encken mukaan. Hänkin tutki renkaita, muttei nähnyt niissä aukkoja.

Keelerin aukko tunnistettiin Voyager-lennoilla 1980-1981 otetuista kuvista.

Alla näkyy toinen Gillin visualisoima Saturnuksen renkaiden ilmiö: B-renkaan pystyrakenteet. Ne eivät synny suurten kuiden resonanssista, vaan joko lukuisten pienempien rengaskasaantumien vaikutuksesta, tai renkaan sisäisten satunnaisten aaltoliikkeiden heijastuessa tiheän renkaan reunalta.

Gillin kuvista uutisoi aiemmin mm. Universe Today. Lisää kuvia löytyy esimerkiksi Flickristä.

Kuva: Kevin Gill / Flickr

Juttuja samasta aiheesta