Появились новые данные о пяти крошечных лунах, которые расположены вблизи колец Сатурна и внутри них. Снимки от космического аппарата Кассини показывают, что поверхности этих необычных лун покрыты материалом, составляющим кольца планеты, а также ледяными частицами от более крупного спутника Сатурна Энцелад. Анализ данных выявляет конкурирующие процессы, формирующие эти мини-луны.
"Сближения аппарата с этими маленькими лунами позволили нам увидеть, как они взаимодействуют с кольцами Сатурна, - говорит Бонни Буратти из Лаборатории реактивного движения. - Мы находим всё больше доказательств того, насколько активна и динамична система колец и спутников Сатурна".
Новое исследование на основе данных, собранных шестью инструментами аппарата Кассини до завершения его миссии в 2017 году, является чётким подтверждением того, что пыль и ледяные частицы накапливаются на поверхности лун, расположенных внутри колец и рядом с ними.
Учёные выявили, что поверхности лун довольно пористые, и это ещё раз подтверждает, что их формирование проходило в несколько этапов, при этом материал колец оседал на более плотных ядрах, которые могут быть остатками крупного объекта, распавшегося на части в прошлом.
Кроме того, пористость помогает объяснить не сферическую, неправильную форму лун, напоминающих равиоли из-за сосредоточенного вокруг их экваторов материала.
"Мы обнаружили, что эти луны собирают частицы льда и пыли в кольцах, образуя подобие небольших юбок вокруг экваторов, - сообщает Буратти. - Более плотное тело имело бы форму, близкую к сферической из-за сжатия под действием гравитации".
"Возможно, этот процесс происходит во всех кольцах, и самые крупные частицы колец точно также накапливают материал. Детальные изображения крошечных лун могут рассказать нам о поведении частиц в кольцах", - говорит учёный из проекта Кассини Линда Спилкер.
Из изученных спутников наиболее изменёнными в результате захвата фрагментов колец являются поверхности ближайших к Сатурну лун — Дафниса и Пана. Поверхности спутников Атлас, Прометей и Пандора, расположенных дальше от Сатурна, тоже содержат частицы колец, но они также покрыты яркими ледяными частицами и застывшим водяным паром от гейзеров, извергаемых Энцеладом. (Широкое внешнее кольцо Сатурна Е образовано частицами льда, источником которых являются выбросы с Энцелада).
Ключевой частью головоломки стал набор данных от спектрометра Кассини (VIMS), полученных в видимом и инфракрасном диапазонах. Сначала Кассини составил спектральную карту поверхности самой внутренней луны Пан с близкого расстояния. Затем, проанализировав спектры, VIMS смог узнать о поверхностном составе всех пяти лун.
Данные от VIMS показали, что ближайшие к Сатурну луны выглядят наиболее красными, как и главные кольца. Учёные пока не знают точного состава этого красноватого материала, но полагают, что он представляет собой смесь органики и железа.
С другой стороны, луны, расположенные за пределами главных колец, кажутся более голубыми, что напоминает цвет ледяных выбросов Энцелада.
В процессе шести сближений с "кольцевыми" лунами, выполненных в период с декабря 2016 года по апрель 2017 года, были задействованы все оптические приборы дистанционного зондирования Кассини для изучения электромагнитного спектра. Они работали совместно с приборами, которые исследовали пыль, плазму и магнитные поля, а также их взаимодействие с лунами.
Остаётся невыясненным ряд вопросов, в том числе, чем вызвано образование этих лун. Учёные собираются использовать новые данные для моделирования сценариев, которые могут быть применимы и к небольшим спутникам других планет и, возможно, даже к астероидам.
"Взаимодействует ли какая-нибудь из лун ледяных планет-гигантов Уран и Нептун с их более тонкими кольцами, формируя черты, подобные существующим на "кольцевых" лунах Сатурна? - сказала Буратти. - Надеемся, что будущие миссии помогут ответить на эти и другие вопросы".
Миссия Кассини завершилась в сентябре 2017 года, когда космический аппарат израсходовал всё своё топливо. Координаторы миссии намеренно погрузили Кассини в плотную атмосферу Сатурна, чтобы избежать столкновения аппарата со спутниками планеты.
В ближайшие месяцы будут опубликованы результаты анализа данных, полученных с последних орбит аппарата, называемых Большим Финалом.