Sudah lama diketahui bahwa cincin Saturnus bukan lingkaran sempurna yang muncul seperti pada teleskop amatir kecil, dan ketika pesawat ruang angkasa Cassini memasuki orbit di sekitar Saturnus, gangguan tak terbantahkan dari cincin B besar menjadi semakin jelas. Para ilmuwan terpana oleh struktur vertikal yang menjulang tinggi, tepi bergigi pada cincin, dan fitur seperti baling-baling yang aneh. Tetapi para ilmuwan sekarang telah menemukan penyebab fitur-fitur aneh ini: Wilayah ini bertindak seperti galaksi spiral, kata Carolyn Porco, ketua tim tim pencitraan Cassini.
“Kami telah menemukan apa yang kami harapkan akan kami temukan ketika kami memulai perjalanan ini dengan Cassini hampir 13 tahun yang lalu,” kata Porco, “(dan telah mendapatkan) visibilitas ke dalam mekanisme yang telah memahat tidak hanya cincin Saturnus, tetapi cakram langit dari skala yang jauh lebih besar, dari tata surya, seperti kita sendiri, sampai ke galaksi spiral raksasa. "
Cincin B adalah salah satu area paling dinamis di cincin Saturnus, dan yang mengejutkan, para ilmuwan mengatakan, cincin itu berperilaku seperti versi mini dari galaksi Bima Sakti kita sendiri.
Ketika pesawat ruang angkasa Voyager terbang oleh Saturnus pada 1980 dan 1981, para ilmuwan melihat bahwa tepi luar cincin B planet itu berbentuk seperti sepak bola yang berputar dan pipih oleh gangguan gravitasi Mimas. Tetapi jelas, bahkan dalam temuan Voyager, bahwa perilaku cincin B luar jauh lebih kompleks daripada apa pun yang mungkin dilakukan oleh Mimas.
Melalui analisis ribuan gambar Cassini dari cincin B yang diambil selama periode empat tahun, Porco dan timnya telah menemukan sumber sebagian besar kompleksitas: setidaknya tiga pola gelombang tambahan yang berputar secara independen, atau osilasi, yang mengubah Tepi cincin B.
Osilasi bergerak di sekitar cincin dengan kecepatan yang berbeda dan gerakan acak kecil dari partikel cincin memberi energi ke dalam gelombang yang merambat ke luar melintasi cincin dari batas dalam, memantulkan tepi luar cincin B (yang menjadi terdistorsi sebagai hasil), dan kemudian melakukan perjalanan ke dalam sampai memantulkan batas batin. Refleksi bolak-balik yang berkelanjutan ini diperlukan agar pola gelombang ini tumbuh dan menjadi terlihat sebagai distorsi di tepi luar cincin B.
Tonton video dari osilasi.
Osilasi ini, dengan satu, dua atau tiga lobus, tidak diciptakan oleh bulan apa pun. Mereka malah muncul secara spontan, sebagian karena cincin itu cukup padat, dan tepi cincin B cukup tajam, agar gelombang tumbuh sendiri dan kemudian memantul di tepi.
Partikel-partikel cincin yang kecil, gerakan acak memberi makan energi ke dalam gelombang dan menyebabkannya tumbuh. Hasil baru mengkonfirmasi predikasi era Voyager bahwa proses yang sama ini dapat menjelaskan semua bentuk gelombang kacau membingungkan yang ditemukan di cincin terpadat Saturnus, dari puluhan meter hingga ratusan kilometer lebarnya.
"Proses ini telah diverifikasi untuk menghasilkan fitur gelombang di cincin padat Saturnus yang berskala kecil ... sekitar 150 meter atau lebih," tulis Porco dalam fitur "Log Log" di situs web CICLOPS (Cassini imaging). "Bahwa itu sekarang juga tampaknya menghasilkan gelombang besar, skala ratusan kilometer di cincin B luar menunjukkan bahwa ia dapat beroperasi dalam cincin padat pada semua skala spasial."
"Osilasi ini ada karena alasan yang sama bahwa senar gitar memiliki mode osilasi alami, yang dapat bersemangat ketika dipetik atau diganggu," kata Joseph Spitale, rekan tim pencitraan Cassini dan penulis utama artikel baru di Astronomical Journal, yang diterbitkan hari ini. . "Cincin itu juga memiliki frekuensi osilasi alami sendiri, dan itulah yang kami amati."
Para astronom percaya bahwa osilasi "bersemangat" seperti itu ada di sistem cakram lain, seperti galaksi cakram spiral dan cakram proto-planet yang ditemukan di sekitar bintang-bintang terdekat, tetapi mereka belum dapat secara langsung mengkonfirmasi keberadaan mereka. Pengamatan baru mengkonfirmasi osilasi gelombang skala besar pertama dari jenis ini dalam disk yang luas dari materi di mana saja di alam.
Gelombang bersemangat sendiri pada skala kecil, 100 meter (300 kaki) telah sebelumnya diamati oleh instrumen Cassini di beberapa daerah cincin padat dan telah dikaitkan dengan proses yang disebut "vistous kental."
"Biasanya viskositas, atau penolakan untuk mengalir, meredam gelombang - cara gelombang suara yang melintasi udara akan padam," kata Peter Goldreich, ahli teori cincin planet di California Institute of Technology. "Tetapi temuan baru menunjukkan bahwa, di bagian terpadat cincin Saturnus, viskositas sebenarnya memperkuat gelombang, menjelaskan alur misterius yang pertama kali terlihat pada gambar yang diambil oleh pesawat ruang angkasa Voyager."
“Betapa memuaskannya menemukan penjelasan terakhir untuk sebagian besar, jika tidak semua, dari struktur tampak semrawut yang pertama kali kita lihat di daerah cincin Saturnus yang padat sejak dulu dengan Voyager,” kata Porco, “dan sejak saat itu telah melihat dengan sangat detail dengan Cassini . "
Sumber: JPL, CICLOPS
