Teleskop Angkasa Spitzer telah mengintip cincin yang sangat besar di sekitar Saturnus, band yang terbesar dan paling jauh di sekitar dunia yang berdering ini. Seberapa besar cincin ini? "Sekiranya anda mempunyai mata inframerah seperti Spitzer," kata Anne Verbiscer, ahli astronomi penyelidikan di University of Virginia, Charlottesville, "dari Bumi, ia akan kelihatan seperti satu bulan purnama di kedua sisi Saturnus." Itu sangat besar! Sebilangan besar bahannya bermula sekitar enam juta kilometer (3.7 juta batu) dari planet ini dan membentang ke luar kira-kira 12 juta kilometer (7.4 juta batu). Satu miliar Bumi dapat memuat dalam ruang yang dihuni oleh cincin ini.
Oleh itu, mengapa struktur raksasa ini tidak dapat dikesan sebelumnya?
"Sangat, sangat samar; sangat lemah, ”kata Verbiscer kepada Space Magazine. "Sekiranya anda berdiri di dalam gelanggang, anda tidak akan tahu. Dalam ruang padu kilometer hanya terdapat 10-20 zarah. Zarah-zarahnya berukuran sama dengan zarah kabut, tetapi ia sangat tersebar. Kami hanya melihat pelepasan haba yang dikeluarkan oleh zarah-zarah kecil ini; kami sama sekali tidak melihat sinar matahari yang dipantulkan dalam pemerhatian yang kami lakukan dengan Spitzer. Itulah yang menjadikan Spitzer instrumen yang sempurna untuk digunakan untuk mencuba dan mencari struktur debu seperti itu. Cincin ini sama dengan cakera serpihan di sekitar bintang lain yang diperhatikan oleh Spitzer. "
Pasukan penyelidik tidak hanya menemui cincin ini; mereka mencarinya. Pasukan ini merangkumi Verbiscer, Douglas Hamilton dari University of Maryland, College Park, dan Michael Skrutskie, dari University of Virginia, Charlottesville. Mereka menggunakan kamera inframerah dengan panjang gelombang yang lebih panjang di Spitzer, yang disebut sebagai fotometer pencitraan multiband, dan melakukan pengamatan mereka pada Februari 2009 sebelum Spitzer kehabisan pendingin pada bulan Mei dan memulai misinya "hangat".
"Selama lebih dari 300 tahun, orang telah berusaha menjelaskan kemunculan bulan Saturnus Iapetus, (yang ditemui oleh Giovanni Cassini pada tahun 1671) dan mengapa satu sisi bulan terang dan yang lain sangat gelap," kata Verbiscer. "Selama 35 tahun terakhir, bulan yang lain, Phoebe muncul sebagai penjelasan yang mungkin, kerana ada hubungan antara dua bulan itu. Phoebe sendiri sangat, sangat gelap, dan ia sesuai dengan albedo atau kecerahan bahan gelap dari hemisfera terkemuka Iapetus. Phoebe mempunyai orbit retrograde dan Iapetus berada di orbit pro-gred. Jadi, jika zarah dilancarkan dari Phoebe dan berpusing ke arah arah Saturnus, mereka akan memukul Iapetus tepat di hemisfera terkemuka itu.
Kata kata mengatakan bahawa secara dinamis, penjelasan mengenai sisi gelap Iapetus ini telah dibahas dan cuba dijadikan model. Tetapi tidak ada yang memikirkan menggunakan Spitzer untuk mencari debu di kawasan itu. "Jadi, itu adalah idea kami," katanya. "Tajuk cadangan kami adalah 'Cincin Saturnian Baru.' Kami pasti mencari struktur debu yang berkaitan dengan Phoebe dan di orbit yang sama, dan itulah yang kami lihat."
Kata kata kata akan sangat sukar walaupun kapal angkasa Cassini, dan terutama kamera pencitraan untuk melihat cincin ini, kerana ia hanya muncul dalam inframerah. Plus Cassini ada di dalam cincin ini, dan mesti melihat cincin Saturnus yang lain. "Cincin ini sangat besar tetapi samar-samar, sukar untuk mengetahui kapan anda melihatnya dan kapan tidak."
Ketinggian menegak dan kecenderungan orbit cincin ini sesuai dengan orbit Phoebe di langit. "Sekiranya anda merancang di mana Phoebe muncul seiring berjalannya waktu ketika mengelilingi Saturnus, cincin itu sesuai," kata Verbiscer. "Fikirkan seperempat berputar di atas meja; cincin itu mempunyai hujung menegak yang sama dengannya, dan orbit Phoebe melakukan jenis perkara yang sama. "
Mengenai sama ada partikel debu dari Phoebe itu sendiri atau jika Phoebe "menggembala" beberapa zarah ke dalam konfigurasi itu, para saintis tidak mempunyai bukti yang pasti, tetapi kemungkinan besar zarah debu itu berasal dari Phoebe. "Kami tidak mempunyai pengesahan yang tegas mengenai hal itu, tetapi sangat menunjukkan bahawa ia berasal dari Phoebe," kata Verbiscer. "Bahan-bahan itu bersamaan dengan apa yang anda dapat dari penggalian kawah berdiameter sekitar kilometer di Phoebe."
Phoebe berjarak 200 km dan kawah berat, jadi kawah 1 km bukanlah kawah yang terlalu besar. "Jadi, kita tidak dapat melihat kawah tertentu di Phoebe dan mengatakan bahawa yang satu itu menciptakan cincin," jelas Verbiscer. "Kemungkinan ia berasal dari beberapa hentaman kecil yang berbeza, dan cincin terus dibekalkan dari hentaman berikutnya dan mikrometeorit memukul Phoebe, melancarkan bahan ke dalam cincin ini, memasukkan habuk dan bahan dari permukaan Phoebe ke orbit seperti Phoebe."
Tetapi masih ada sedikit misteri mengenai warna hemisfera terkemuka Iapetus.
Kedua-dua bulan sering dibandingkan dalam komposisi, dan dalam inframerah dekat, mereka mempunyai ciri penyerapan. Walau bagaimanapun, dalam ultraviolet, spektrum tidak sepadan. "Dari segi warna, pada Iapetus, warna gelap terlihat sedikit lebih merah dibandingkan dengan Phoebe, jadi ada sedikit ketidakcocokan warna," kata Verbiscer. "Ini mungkin partikel yang dilancarkan dari campuran Phoebe dengan apa pun yang ada di Iapetus, yang mungkin menjelaskan perbezaan warna. Itu mungkin sesuatu yang menarik untuk diterokai, untuk melakukan beberapa model pencampuran spektrum untuk menghasilkan beberapa bahan Iapetus primordial dan mencampurkan dengan bahan Phoebe untuk melihat apakah ia menjadi kemerahan.
Cincin itu sendiri terlalu samar untuk mengambil spektrum untuk mencuba dan menentukan bahan apa yang membentuk cincin itu, tetapi anggapannya adalah bahan yang berasal dari permukaan atas permukaan kawah Pheobe, yang mungkin juga termasuk beberapa es. Penutupan bulan Cassini dari tahun 2004 menunjukkan kawah terang, mengisyaratkan bahawa ais dekat dengan permukaan.
Spitzer dapat merasakan cahaya debu sejuk, yang hanya sekitar 80 Kelvin (minus 316 darjah Fahrenheit). Objek sejuk bersinar dengan sinaran inframerah, atau termal; sebagai contoh, walaupun secawan ais krim menyala dengan cahaya inframerah. "Dengan memusatkan perhatian pada cahaya debu sejuk cincin itu, Spitzer membuatnya mudah dicari," kata Verbiscer.
Kertas kerja pasukan muncul dalam terbitan Nature hari ini. Versi dalam talian boleh didapati di sini.
Kapsyen gambar utama: Konsep artis dari Saturnian Ring yang baru. Kredit: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC) Kredit sisipan (Saturnus, Phoebe, dan Iapetus) adalah NASA / JPL / SSI. Gambar ihsan Anne Verbiscer
Sumber: Temu ramah dengan Anne Verbiscer
