Bagian yang paling buram dari cincin Saturnus - bagian yang terlihat paling padat - tidak selalu mengandung lebih banyak bahan. Satu lagi misteri Saturnus yang luar biasa!
Saturnus dan cincinnya, melalui pesawat ruang angkasa Cassini yang mengorbit.
Cincin Saturnus terlihat kokoh melalui teleskop dan selama ratusan tahun, banyak yang mengira cincin itu solid. Tetapi soliditas cincin Saturnus ternyata hanya ilusi, dan, karena pesawat ruang angkasa telah mulai menjelajahi tata surya, kami mengenal cincin Saturnus sebagai miliaran selebaran yang terpisah. Sekarang - menggunakan data dari misi Cassini NASA - peneliti yang "menimbang" bagian tengah cincin B Saturnus untuk pertama kalinya menunjukkan bahwa cincin Saturnus memberi kita ilusi optik lain. Hasil mereka menunjukkan bahwa kepadatanmencari area di cincin tidak harus berisi lebih banyak materi.
Bahkan, kata mereka, meskipun beberapa bagian dari cincin B hingga 10 kali lebih buram (kurang tembus pandang) dibandingkan cincin A yang berdekatan, cincin B mungkin hanya memiliki dua hingga tiga kali massa cincin A.
Para peneliti mengatakan dalam sebuah pernyataan dari JPL:
Tampaknya intuitif bahwa bahan buram harus mengandung lebih banyak barang daripada zat yang lebih tembus cahaya. Misalnya, air yang lebih keruh memiliki lebih banyak partikel debu yang tersuspensi di dalamnya daripada air yang lebih jernih. Demikian juga, Anda mungkin berpikir bahwa, di cincin Saturnus, area yang lebih buram mengandung konsentrasi materi yang lebih besar daripada tempat di mana cincin itu tampak lebih transparan.
Tetapi intuisi ini tidak selalu berlaku ...
secara mengejutkan hanya sedikit korelasi antara seberapa padat sebuah cincin tampak - dalam hal opacity dan reflektifitas - dan jumlah material yang dikandungnya.
Studi ini dipublikasikan secara online oleh jurnal Icarus di akhir Januari, 2016.
Cincin B Saturnus adalah yang paling buram dari cincin utama, tampak hampir hitam dalam gambar Cassini ini yang diambil dari sisi cincin pesawat yang tidak terang. Namun, sebuah penelitian baru menunjukkan, cincin B tidak mengandung lebih banyak material. Gambar melalui NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
Beberapa bagian dari cincin B Saturnus hingga 10 kali lebih buram daripada cincin A di sebelahnya, tetapi cincin B dapat menimbang hanya dua sampai tiga kali massa cincin A. Gambar melalui NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
Para ilmuwan ini menentukan Kepadatan massa cincin B - massanya per satuan volume - di beberapa tempat dengan menganalisis gelombang kepadatan spiral. Menurut pernyataan JPL, ini adalah:
... fitur cincin berskala halus yang diciptakan oleh gravitasi yang menarik partikel-partikel cincin dari bulan Saturnus, dan gravitasi planet itu sendiri. Struktur setiap gelombang tergantung langsung pada jumlah massa di bagian cincin tempat gelombang berada.
Mereka menggunakan teknik baru untuk menganalisis data dari pesawat ruang angkasa Cassini, yang diperoleh ketika instrumennya mengintip melalui cincin ke arah bintang yang terang.
Meskipun para ilmuwan ini melakukan analisis unik mereka hanya untuk cincin B Saturnus, mereka mengatakan hasilnya konsisten dengan penelitian sebelumnya yang menggunakan teknik berbeda untuk menarik kesimpulan serupa tentang cincin utama Saturnus lainnya.
Mereka mengatakan bahwa mereka juga menemukan bahwa, sementara opacity dari cincin B bervariasi dengan jumlah besar pada lebarnya, massa - atau jumlah material - tidak banyak berbeda dari satu tempat ke tempat lain.
Dan mereka mengatakan bahwa penelitian baru ini tentang massa cincin Saturnus memiliki implikasi penting bagi usia cincin, menjelaskan:
Cincin yang kurang masif akan berkembang lebih cepat daripada cincin yang mengandung lebih banyak material, menjadi lebih gelap oleh debu dari meteorit dan sumber kosmik lainnya dengan lebih cepat.
Jadi, semakin kecil cincin B, semakin muda mungkin - mungkin beberapa ratus juta tahun, bukan beberapa miliar.
Cincin B adalah cincin Saturnus yang paling terang jika dilihat di bawah sinar matahari yang dipantulkan. Kredit gambar: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
Penulis utama penelitian ini adalah Matthew Hedman, ilmuwan Cassini yang ikut serta di Universitas Idaho, Moskow. Herman mencoba menjelaskan hasil penelitiannya yang tampaknya berlawanan dengan intuisi dengan mengatakan:
Saat ini jauh dari jelas bagaimana daerah dengan jumlah bahan yang sama dapat memiliki kekeruhan yang berbeda. Ini bisa berupa sesuatu yang terkait dengan ukuran atau kepadatan partikel individu, atau bisa ada hubungannya dengan struktur cincin.
Co-investigator Cassini Phil Nicholson dari Cornell University, Ithaca, New York, menambahkan:
Penampilan dapat menipu. Analogi yang baik adalah bagaimana padang rumput berkabut jauh lebih buram daripada kolam renang, meskipun kolam itu lebih padat dan mengandung lebih banyak air.
Meskipun massa rendah ditemukan oleh Hedman dan Nicholson, cincin B masih dianggap mengandung sebagian besar bahan dalam sistem cincin Saturnus, kata para ilmuwan ini.
Mereka mengatakan pengukuran yang lebih tepat dari total massa cincin Saturnus sedang dalam perjalanan. Sebelumnya, Cassini telah mengukur medan gravitasi Saturnus, memberi tahu para ilmuwan massa total Saturnus dan cincinnya. Pada 2017, Cassini akan menentukan massa Saturnus sendiri dengan terbang tepat di dalam ring selama fase akhir misinya.
Perbedaan antara dua pengukuran ini diharapkan untuk akhirnya mengungkapkan massa sebenarnya cincin.