Пылевые кольца гораздо легче увидеть при съемке «против света», а тонкие слабые кольца вообще невозможно увидеть другим способом. Так, на снимках «Кассини», полученных в 2006 году, мы обнаружили эфемерные кольца вдоль орбит спутников Сатурна Паллены и Януса. Кольца были образованы ледяными частицами, выбитыми с поверхности этих спутников ударами микрометеороидов. Теперь мы стремимся получить новые снимки этих объектов и попытаемся понять, сильно ли они изменились за прошедшие 7 лет (продолжительность одного сезона в системе Сатурна). Особенно интересно будет узнать, как влияет на кольцо Януса взаимодействие между Янусом и его коорбитальным спутником Эпиметием. 

Большая мозаика, собранная из отдельных снимков колец, также позволит получить общий вид широкого кольца E, расположенного вдоль орбиты Энцелада. Кольцо E образовано частицами водяного льда, извергаемого гейзерами этого спутника. На снимках, полученных в 2006 году, видны «усы» из ледяной пыли, протянувшиеся на десятки тысяч километров. Мы надеемся снова увидеть эти структуры на снимках 2013 года.

Переходя к большим масштабам, на снимках 2006 года мы видим странную асимметрию колец, природа которой еще не ясна. Если вы посмотрите на кольцо E на снимке ниже, вы увидите, что ближе к планете оно становится ярче. Это происходит потому, что мелкие частицы кольца E рассеивают свет преимущественно «назад» и выглядят ярче по мере приближения к солнцу, которое скрыто за Сатурном. Однако после коррекции яркости, вызванной близостью к солнцу, странные различия в яркости отдельных участков кольца остаются. Постоянство этих отличий говорит о том, что плотность частиц меняется вдоль кольца. Судя по снимкам, образующим мозаику, наибольшее количество частиц расположено между солнцем и планетой. Однако другие снимки, полученные в другое время, демонстрируют ту же самую тенденцию – и это очень странно, потому что частицы, слагающие кольцо E, летят вокруг Сатурна по своей орбите, и трудно вообразить, каким образом одна сторона кольца постоянно может быть ярче, чем другая.

Наблюдения, проведенные в 2012 году, только углубили эту загадку. Измерения яркости кольца показали картину, противоположную наблюдаемой в 2006 году: плотность частиц кольца падала при приближении к тени Сатурна. Мы не знаем, какие силы способны заставить частицы собираться в видимые сгустки в различных местах кольца и в различное время, и нам очень интересно, где же будет расположена самая яркая часть кольца E на июльских снимках 2013 года.

Наконец, наши последние наблюдения дадут гораздо больше информации о цветовых оттенках колец, чем во время двух аналогичных съемок в прошлом. Когда мы смотрим «против света», цвет пылевых колец во многом определяется размером их частиц. Более крупные пылевые частицы (размером ~ 5 мкм) придадут кольцу красноватый оттенок, тогда как более мелкие частицы (размером ~ 1 мкм) – синеватый оттенок. Знание типичного размера частиц кольца очень важно, поскольку на мелкие частицы, кроме сил гравитации, могут действовать и негравитационные силы – например, давление солнечного света или сила со стороны магнитного поля Сатурна. Зная типичный размер частиц колец, можно правильно учесть вклад всех этих сил и описать форму кольца и его динамическую эволюцию.

Например, если посмотреть на правую сторону составного цветного изображения, полученного в 2006 году, видно, что внутренняя часть кольца E синеватая, а внешняя – красноватая. Однако левая сторона кольца не повторяет эту закономерность, что говорит о том, что частицы распределены там по-другому, чем в правой части. Мы подозреваем, что эти цветовые вариации вызваны влиянием солнечного света и электромагнитных сил, но нам нужно больше информации об цветовых оттенках кольца, чтобы лучше понимать происходящее в нем. Из-за ограничений по времени в 2006 и 2012 годах мы смогли пронаблюдать только ограниченные участки колец через несколько различных фильтров. Во время июльских наблюдений 2013 года камеры «Кассини» сняли кольца через множество различных фильтров, а спектрометр видимого и инфракрасного диапазонов (VIMS) получил спектры множества участков колец. Эта информация поможет нам лучше понимать, как крошечные частицы различных размеров движутся вокруг Сатурна.

Источник: http://saturn.jpl.nasa.gov/news/waveatsaturn/blogs/blog20130806/