Tajemství Saturnova prstence

19. únor 2013
Pastýřské měsíce Prometheus a Pandora hlídají prstenec F

V Saturnově nejvzdálenějším prstenci F vznikají malinké měsíčky. Vědci představili nový počítačový model, který simuluje, jak k jejich tvorbě dochází.

Díky svému nápadnému prstenci by mohl Saturn vyhrát soutěž krásy mezi všemi planetami ve sluneční soustavě. Prstence tvoří drobná tělíska a úlomky ledu uspořádané do tenkého disku obklopujícího planetu. Ani disk ale není jednolitý, naopak se při bližším pohledu objeví několik dílčích prstenců rozčleněných mezerami. Mezi nimi je ze všech nejvzdálenější prstenec označovaný písmenem F, který střeží dva tzv. pastýřské měsíce Prometheus a Pandora.

Pastýř hybatel
Svět Saturnových prstenců patří ve vesmírných měřítkách k těm nejproměnlivějším. Také v tomto ohledu vyniká úzký prstýnek F. Srážky a změny hustoty jsou zde na denním pořádku. Hybatelem těchto dějů je strážce prstence, měsíc Prometheus. Pastýřský měsíc i prstenec obíhají kolem Saturnu po eliptických drahách, jenže Prometheus je rychlejší. S každou otáčkou předběhne prstenec zhruba o 3 stupně. Následkem toho připomíná vzájemný pohyb měsíce a prstence běh po spirále. Pastýř se přibližuje pokaždé k jiné části prstence, než ho obejde celý dokola. A při svých návštěvách nezapomíná na gravitační působení.

Bohatý systém Saturnových prstenců

Gravitační vír
Vzorná prohlídka celého prstence nemůže zůstat bez odezvy. V řece úlomků a kosmické drtě, která prstenec tvoří, se objevují víry a vláknitá struktura, což neuniklo bystrému oku vesmírné sondy Cassini. A nepřehlédli je ani astronomové, kteří odvedli od objevu v roce 2005 velký kus práce při vysvětlování a popisování složitých pohybů, proudění a víření v prstenci. Své teorie přezkoumávají pomocí počítačových simulací a porovnávají je s pozorovanou realitou. A právě zde učinili další krok kupředu. Přítomnosti vírů vděčí za svůj vznik i malé měsíčky pozorované v prstenci. Dosavadní modely ovšem neuměly napodobit jejich růst.

Řeka kamení
V dřívějších modelech nechávali vědci působit na prstenec dvě hlavní síly - přitažlivost od Saturnu a od Promethea. Nyní zkoumali, jak výpočet ovlivní, nechají-li do hry vstoupit také působení ostatních částic v prstenci. Původně nehmotný prstenec ve výpočtu nahradilo 6,5 milionu vzájemně se ovlivňujících částic. Výsledky simulace s hmotným a nehmotným prstencem se významně liší. Ve zdokonaleném modelu začaly děje v prstenci v něčem připomínat chování kapalin. Objevuje se zde společná reakce částic a jejich větší soudržnost. Vliv přitažlivosti Promethea při tomto způsobu modelování sice zasáhne menší oblast prstence, ale útvary, které tam vzniknou, jsou stabilnější a lépe odolávají slapovým silám, které je naopak rozrušují. Právě díky tomu rostou chuchvalce s vyšší hustotou látky i měsíčky v modelu s hmotným prstencem rychleji. Dá se tedy říct, že vlastní gravitace prstence hraje při všech zmíněných dějích významnou roli.

Porucha v prstenci vyvolaná gravitačním působením Promethea

Okno k formování planet
Proces, ke kterému dochází v Saturnově prstenci F, je o to zajímavější, že nápadně připomíná formování planet okolo právě zrozené hvězdy. I v tomto případě se ví, že přítomnost vírů urychluje tvorbu těles v porovnání se situacemi, kde se vyskytuje „jenom“ gravitace.

Spustit audio
autor: Ludmila Divišová