Znanstvenici vjeruju da su, zahvaljujući fotografijama koje je snimila letjelica Cassini, konačno uspjeli shvatiti mehanizam koji uzrokuje složene oscilacije u jednom od najdinamičnijih područja sustava Saturnovih prstena.

Prema izvješću predstavljenom u novom broju časopisa Astronomical Journal, tim iz NASA-e došao je do zaključka da se prsteni ponašaju poput pulsirajuće spiralne galaksije.

Fotografije koje je snimio Cassini tijekom svojeg četverogodišnjeg istraživanja također otkrivaju uzroke formiranja raznovrsnih struktura u najgušćim dijelovima prstena. Naime, snimke vanjskog ruba prstena B pokazuju da u njemu postoje dva uskomešana područja te niz izbočina koje strše iz prstenove ravni i po 3,5 km uvis te stvaraju sjene na njemu. Stručnjaci smatraju da je to područje nastanjeno malenim mjesecima koji su postupno migrirali prema vanjskim dijelovima prstena i ostali zarobljeni kraj njegova ruba u području na koje djeluje gravitacija mjeseca Mimasa. Vjeruje se da je u sličnim procesima nastao i Sunčev sustav.

'Pronašli smo ono čemu smo se nadali kada je Cassini prije 13 godina krenuo na putovanje: uvid u mehanizme koji oblikuju ne samo Saturnove prstene, već i nebeske diskove puno većih razmjera - od sunčevih sustava poput našeg, sve do golemih spiralnih galaksija', rekla je Carolyn Porco, suautorica istraživanja i voditeljica Cassinijeva tima u Space Science Institutu u Boluderu u SAD-u.

Od prolaska NASA-ine sonde Voyager pored Saturna 1980. i 1981, znanstvenici znaju da je vanjski rub Saturnova prstena B formiran u rotirajući oblik nalik na spljoštenu loptu za ragbi pod Mimasovim snažnim gravitacijskim utjecajem. Naime, Mimas mijenja oblik orbita čestica u prstenu iz kruga u elipsu i time u njemu uzrokuje rezonancije. Međutim, već je tada bilo jasno da Mimas sam ne može biti uzrok svih složenih zbivanja u prstenu.

Nove analize tisuća Cassinijevih fotografija otkrile su da ondje postoje još najmanje tri dodatna uzorka valova, odnosno oscilacija koje ne uzrokuju mjeseci, već su nastale same od sebe zato što je prsten dovoljno gust i ima dovoljno oštar rub za kretanje slobodnih valova koji se potom očituju u pulsiranju ruba (pogledajte video dolje).

'Ove oscilacije nastaju iz istih razloga zbog kojih vibriraju žice gitare kada ih trznemo', rekao je autor članka Joseph Spitale. 'I prsten ima svoje prirodne frekvencije koje je Cassini zabilježio.'

Astronomi smatraju da slične oscilacije postoje i u drugim sustavima svemirskih diskova kao što su spiralne galaksije i protoplanetarni diskovi oko obližnjih zvijezda. Međutim, kretanja u tim udaljenim sustavima ne mogu se izravno promatrati te su znanstvenici u istraživanju oscilacija koristili računalne simulacije, a da u prirodi nisu pronašli potvrdu svojih rezultata. Sada se to konačno promijenilo. Nove snimke otkrile su da malene valove koji se mjere u stotinama metara u nekim gustim dijelovima prstena uzrokuje takozvana pretjerana stabilnost viskoznosti. U tom procesu čestice prstena malenim nasumičnim kretnjama daju energiju koja stvara valove i uzrokuje njihov rast. Isti proces objašnjava i druge kaotične valovite oblike čija širina varira od nekoliko desetaka metara do stotina kilometara.

'Obično viskoznost, odnosno otpor protoku, guši valove – kao što zrak postupno guši valove zvuka', rekao je Peter Goldreich, teoretičar planetarnih prstena u kalifornijskom Tehnološkom institutu u Pasadeni. 'Međutim, nova istraživanja pokazuju da u najgušćim dijelovima Saturnovih prstena viskoznost zapravo pojačava valove, što objašnjava fotografije koje je snimio Voyager.'

Autori istraživanja vjeruju da je vanjski dio prstena B nekada bio nastanjen brojnim malenim tijelima kao što je danas prsten A. Cassini je već ranije u prstenu B otkrio maleni mjesec promjera oko 300 metara. Ta su se tijela selila prstenom prema van i potom ostala zarobljena na njegovu rubu u području pod utjecajem Mimasove gravitacije, gdje se i danas nalaze.

Misija Cassini-Huygens je zajednički projekt NASA-e, Europske svemirske agencije i Talijanske svemirske agencije.