Spitzer Space Telescope telah memata-matai sebuah cincin besar di sekitar Saturnus, band terbesar dan terjauh di dunia cincin ini. Seberapa besar cincin ini? "Jika Anda memiliki mata inframerah seperti Spitzer," kata Anne Verbiscer, astronom penelitian di University of Virginia, Charlottesville, "dari Bumi, itu akan terlihat seperti bulan purnama di kedua sisi Saturnus." Itu luar biasa besar! Sebagian besar materialnya dimulai sekitar enam juta kilometer (3,7 juta mil) jauhnya dari planet ini dan memanjang kira-kira 12 juta kilometer lagi (7,4 juta mil). Satu miliar Bumi bisa muat dalam volume ruang yang ditempati cincin ini.
Jadi, mengapa struktur raksasa ini tidak terdeteksi sebelumnya?
“Sangat, sangat redup; sangat renggang, ”kata Verbiscer kepada Space Magazine. "Jika kamu berdiri di dalam ring, kamu bahkan tidak akan mengetahuinya. Dalam satu kilometer kubik ruang hanya ada 10-20 partikel. Partikel-partikel itu berukuran hampir sama dengan partikel kabut, tetapi mereka sangat tersebar. Kami hanya melihat emisi termal yang dihasilkan partikel kecil ini; kami sama sekali tidak melihat sinar matahari yang dipantulkan dalam pengamatan yang kami lakukan dengan Spitzer. Itulah yang membuat Spitzer alat yang sempurna untuk digunakan untuk mencoba dan menemukan struktur debu seperti itu. Cincin ini sepenuhnya analog dengan disk puing-puing di sekitar bintang lain yang telah diamati Spitzer. "
Tim peneliti tidak hanya menemukan cincin ini; mereka mencarinya. Tim ini termasuk 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 pada Spitzer, yang disebut fotometer pencitraan multiband, dan melakukan pengamatan pada Februari 2009 sebelum Spitzer kehabisan pendingin pada bulan Mei dan memulai misi "hangat".
"Selama lebih dari 300 tahun, orang telah mencoba menjelaskan penampilan bulan Saturnus Iapetus, (yang ditemukan oleh Giovanni Cassini pada tahun 1671) dan mengapa satu sisi bulan terang dan yang lainnya sangat gelap," kata Verbiscer. “Selama 35 tahun terakhir, bulan yang lain, Phoebe telah muncul sebagai penjelasan yang mungkin, karena ada hubungan antara kedua bulan itu. Phoebe sendiri sangat, sangat gelap, dan cocok dengan albedo atau kecerahan dari materi gelap dari belahan Iapetus yang terkemuka. Phoebe memiliki orbit retrograde dan Iapetus berada dalam orbit pro-grade. Jadi jika partikel diluncurkan dari Phoebe dan berputar ke dalam menuju Saturnus, mereka akan menampar Iapetus tepat di belahan bumi terkemuka itu. "
Verbiscer mengatakan bahwa secara dinamis, penjelasan untuk sisi gelap Iapetus ini telah dibicarakan dan dicoba untuk dimodelkan. Tetapi tidak ada yang berpikir untuk menggunakan Spitzer untuk mencari debu di area itu. "Jadi, itu ide kami," katanya. “Judul proposal kami adalah Ring Cincin Saturnus Baru.’ Kami benar-benar mencari struktur debu yang terkait dengan Phoebe dan dalam orbit yang sama, dan itulah tepatnya yang kami lihat. ”
Verbiscer mengatakan akan sangat sulit bahkan bagi pesawat ruang angkasa Cassini, dan terutama kamera pencitraan untuk melihat cincin ini, karena hanya muncul dalam inframerah. Plus Cassini ada di dalam cincin ini, dan harus melihat melewati cincin Saturnus lainnya. "Cincin ini sangat besar tetapi belum begitu pudar, akan sulit untuk mengetahui kapan kamu melihatnya dan kapan kamu tidak."
Ketinggian vertikal dan kemiringan orbit cincin ini sangat cocok dengan orbit Phoebe di langit. “Jika Anda merencanakan di mana Phoebe muncul seiring berjalannya waktu di sekitar Saturnus, cincin itu persis sama, kata Verbiscer. “Pikirkan seperempat putaran di atas meja; cincin itu memiliki ujung vertikal yang sama dengan itu, dan orbit Phoebe melakukan hal yang sama. "
Mengenai apakah partikel debu dari Phoebe itu sendiri atau jika Phoebe "menggembalakan" beberapa partikel ke dalam konfigurasi itu, para ilmuwan tidak memiliki bukti yang pasti, tetapi kemungkinan besar partikel debu itu berasal dari Phoebe. "Kami tidak memiliki konfirmasi tegas tentang hal itu, tetapi sangat disarankan bahwa itu berasal dari Phoebe," kata Verbiscer. "Semua materi itu sama dengan apa yang akan Anda dapatkan dari menggali kawah berdiameter sekitar satu kilometer di Phoebe."
Phoebe adalah 200 km di seberang dan sangat kawah, sehingga kawah 1 km bukanlah kawah yang terlalu besar. "Jadi, kita tidak bisa melihat kawah tertentu di Phoebe dan mengatakan bahwa ada yang menciptakan cincin itu," Verbiscer menjelaskan. "Kemungkinan itu berasal dari beberapa tumbukan kecil yang berbeda, dan cincin terus dipasok dari tumbukan berikutnya dan mikrometeorit yang menyerang Phoebe, meluncurkan material ke dalam cincin ini, memasukkan debu dan material dari permukaan Phoebe ke dalam orbit seperti Phoebe."
Tetapi masih ada sedikit misteri tentang warna belahan kepala Iapetus.
Kedua bulan sering dibandingkan dalam komposisi, dan dalam inframerah dekat, mereka berbagi fitur penyerapan. Di ultraviolet, spektrum tidak cocok juga. "Dari segi warna, di Iapetus, warna gelap terlihat sedikit lebih merah dibandingkan dengan Phoebe, jadi ada sedikit ketidakcocokan warna," kata Verbiscer. “Bisa jadi partikel yang diluncurkan dari campuran Phoebe dengan apa pun yang ada di Iapetus, yang mungkin menjelaskan perbedaan warna. Itu mungkin sesuatu yang menarik untuk dijelajahi, untuk melakukan beberapa model pencampuran spektral untuk menghasilkan beberapa bahan Iapetus purba dan bercampur dengan bahan Phoebe untuk melihat apakah mereka memerah entah bagaimana. "
Cincin itu sendiri terlalu samar untuk mengambil spektra untuk mencoba dan menentukan bahan apa yang membentuk cincin itu, tetapi asumsi bahan tersebut berasal dari permukaan atas permukaan kawah Pheobe, yang juga mungkin termasuk beberapa es. Cassini close-up bulan dari tahun 2004 menunjukkan kawah yang terang, mengisyaratkan bahwa es dekat dengan permukaan.
Spitzer mampu merasakan kilau debu dingin, yang hanya sekitar 80 Kelvin (minus 316 derajat Fahrenheit). Objek keren bersinar dengan inframerah, atau radiasi termal; misalnya, bahkan secangkir es krim menyala dengan cahaya inframerah. "Dengan berfokus pada cahaya debu dingin cincin, Spitzer membuatnya mudah ditemukan," kata Verbiscer.
Makalah tim muncul dalam edisi Alam hari ini. Versi online tersedia di sini.
Judul gambar utama: Konsep artis dari Cincin Saturnian baru. Kredit: NASA / JPL-Caltech / R. Terluka (SSC) Kredit inset (Saturnus, Phoebe, dan Iapetus) adalah NASA / JPL / SSI. Gambar milik Anne Verbiscer
Sumber: Wawancara dengan Anne Verbiscer
