1981年8月にVoyager 2によってキャプチャされた土星のBリングのスポーク機能。画像クレジット：NASAクリックして拡大
ボイジャーが26年前に土星を初めて訪れたとき、リング内の異常なスポーク状の構造の写真が返されました。スポークは、帯電した粒子がリングの表面上に集まり、リング自体とは異なる方法で太陽からの光を散乱させるときに発生すると考えられています。科学者たちは、現在減少しつつある太陽に対するリングの角度に依存しているため、今年7月頃に戻る予定であると考えています。
コロラド大学ボルダー校が先導した新しい研究によると、土星の輪の上に一瞬にして消えるだけの珍しいスポークが7月までに再び見えるようになるかもしれません。
大気圏宇宙物理学研究所のCU-Boulder教授、Mihaly Horanyi氏は、スポークは長さが最大6,000マイル、幅は1,500マイルで、26年前に初めて発見されました。しかし、カッシーニ宇宙船が2004年7月に土星に到着したとき、土星のリング面を横切る印象的な放射状の特徴はどこにも見つかりませんでした。これは多くの科学者をがっかりさせ、困惑させた出来事でした。
ハッブル宇宙望遠鏡は時折1990年代後半にリングスポークを観測したとCU-Boulderの物理学の教授であるHoranyiは言った。しかし、スポークは次第に消えていきました。これは、土星の季節的な軌道運動と、光の散乱ジオメトリを変更する傾斜した回転軸の結果です。
「カッシーニが到着するまでにスポークはオフになりました」とホランイーは言った。 「私たちはリングプレーンでの太陽の昇りと沈みに関連する季節的な現象であり、物理的な環境を変化させ、その形成に友好的または敵対的にします。」
この問題に関する論文は、サイエンス誌の3月17日号に掲載されています。この論文は、CU-Boulder’s LASPの博士課程生のColin MitchellとHoranyi、ノルウェーのTrosmo大学のOve Havnes、およびボルダーの宇宙科学研究所のCarolyn Porcoによって執筆されました。
ホラニー氏によると、スポークは1ミクロン未満の幅（人間の髪の毛の幅の約50分の1）の小さなほこりの粒子で構成されており、リングのプラズマ環境で静電荷を集め、電気的および磁気的な力を受ける。適切な条件により、追加の電子が得られ、リングの破片の表面から短時間で大量に跳躍し、リングの明るい側に対して暗く、明るい側に対して明るいように見える巨大なスポークが集合的に形成されます。リング。
研究者らは、スポークが形成される条件は、太陽に対するリング面の角度の減少と相関していると仮定しています。 「リングは、Voyagerが飛んできたときよりも太陽に向かって開いているので、リングの上にある充電環境により、ごく最近までスポークの形成が妨げられていました」と研究者たちは科学に書いています。
ホラニー氏によると、カッシーニ氏は最初に、土星のスポークリングの「ちっぽけなバージョン」を9月初旬に長さ約2,200マイル、幅約60マイルの98,000マイルの距離から画像化した。チームは、スポークの目撃は「初期の鳥」イベントであった可能性があると考えています。
ホランニー氏は、土星が2つの季節分点に近づくと、リングプレーンの角度が小さくなるため、不気味なスポークの形成に適した状態になると述べています。カッシーニは現在、観測を行うにはリング面に近すぎて軌道を回っていますが、研究者たちは、スポークアクティビティが、宇宙船が2006年7月に傾斜を増すまでに戻ってくると予想しています。
ホラニー氏によると、スポークが再び見えるようになれば、調査チームは、土星が太陽の周りを1周するのに約30地球年かかるという事実に基づいて、約8年間スポークの活動があると考えています。同氏によると、8年の期間の後には、約6年から7年のスポークの休止期間が続くはずだという。
スポーク形成期間中にプラズマによって浮揚されたダスト粒子は、おそらくリング自体の上50マイル未満でホバリングしており、リング自体とは異なる方法で太陽からの光を散乱させます。
しかし、スポークについてはまだ多くの質問があるとホラニー氏は語った。 「それらが急速に拡大することによって形成されるのか、それとも一度にすべて形成されるのかはわかりません」と彼は言った。ホラニー氏によると、ボイジャーの任務中、1回の観察では欠席したが、わずか5分後に行われた追跡観察で完全に発達した。
「これは奇妙な現象です。まだ完全な話はありません」と彼は言った。
元のソース：CU-Boulderニュースリリース
