Voor het eerst aangetoond: getijden vervormen Saturnus
Dankzij de analyse van duizenden beelden van de manen van Saturnus gemaakt door de ruimtesonde Cassini (NASA/ESA) kon de internationale groep van onderzoekers die zich ENCELADE noemt en waarbij enkele leden van de Koninklijke Sterrenwacht van België, aantonen dat er kleine fluctuaties zijn in het gravitatieveld van Saturnus. Deze zijn het gevolg van de getijdenwerking door de manen van de planeet. Hun artikel, verschenen in het tijdschrift Icarus, geeft een nog gedetailleerder beeld van Saturnus en haar manen. Nu is er ook een animatiefilm van het Observatoire de Paris ter illustratie van deze resultaten.
Het Saturnus systeem en getijdenwerking
Het Saturnus-systeem is buitengewoon complex: den maar aan de ringen en er werden tot nu toe al 62 manen geteld. De ruimtesonde Cassini, die sinds 2004 in een baan rond de reuzenplaneet cirkelt, heeft een enorm groot aantal beelden van de planeet en haar omgeving kunnen doorsturen. Na analyse van duizenden beelden van vijftien van de satellieten, heeft de onderzoeksgroep voor het eerst de minieme variaties in het zwaartekrachtveld van de planeet, die een gevolg zijn de getijdenwerking, kunnen observeren.
Getijdenwerking is een gevolg van de verschillen in aantrekking van één hemellichaam op de verschillende plaatsen van een ander. Het lichaam dat de getijden ondervindt, krijgt dan een ellipsoïdale vorm, een beetje zoals een rugbybal. Als gevolg daarvan, zal het gravitatieveld van het vervormde object, hier Saturnus, veranderen en dat zorgt dan weer voor afwijkingen in de bewegingen van wat er omheen draait, in dit geval de manen.
Een nieuwe methode om de afwijkingen van Saturnus te detecteren
Om de heel kleine afwijkingen (enkele tientallen miljardsten?) te kunnen detecteren, konden de onderzoekers gebruik maken van de speciale configuratie rond twee Saturnussatellieten: Tethys en Dione. Deze hebben elk in hun baan omheen de planeet nog twee kleinere maantjes, één 60°voor en één 60° na de grotere maan (zie figuur). De baan van de kleine maantjes verandert omwille van de vervorming van Saturnus door de getijdenwerking van Tethys en Dione. Deze weliswaar minieme afwijkingen stapelen zich op tot enkele tientallen kilometers op een termijn van tien jaar en kunnen gemeten worden.
Legende : In dezelfde baan als Tethys, één van de grotere satellieten van Saturnus, bewegen nog twee andere kleinere maantjes: Telesto en Calypso, de ene 60° voor, de andere 60° na Thethys. Deze configuratie liet om de minieme variaties in het zwaartekrachtveld van Saturnus te detecteren. (© ISSI-Encelade)
De variaties in het zwaartekrachtveld van Saturnus leren ons meer over het inwendige van de planeet. Samen met de gegevens die de sonde Cassini zal verzamelen wanneer zij in september 2017 in de atmosfeer van de planeet duikt, zal een antwoord kunnen gegeven worden over de cruciale vraag over de centrale kern van de planeet: is het een harde, vaste kern of is de dichtheid kleiner?
“Saturn, an ecosysteme” (video-animatie)
De nieuwe bevindingen van deze onderzoeksgroep hebben geleid tot nieuwe inzichten over Saturnus en haar omgeving. Om deze te illustreren heeft de groep een animatiefilm in het Engels en in het Frans gemaakt, met als Engelse titel “Saturn, an ecosysteme”. Deze is vanaf 17 november te bekijken op Dailymotion, het videokanaal van het Observatoire de Paris (http://www.dailymotion.com/video/x52eoio_saturn-an-ecosysteme_school).
De animatie kwam tot stand dankzij de steun van het Observatoire de Paris, de Université Pierre et Marie Curie (UPMC), het laboratorium UnivEarthS (Université Sorbonne Paris Cité) en de stichting L’Oréal « Pour les Femmes et la Science ».
Referentie
Dit onderzoek werd beschreven in een artikel verschenen in het tijdschrift Icarus onder de titel « New constraints on Saturn’s interior from Cassini astrometric data », 31 augustus 2016, http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2016.07.014
De film “Saturn, an ecosysteme” (EN): http://www.dailymotion.com/video/x52eoio_saturn-an-ecosysteme_school
Over de onderzoeksgroep ENCELADE:
http://www.issibern.ch/teams/saturnastrometry
http://www.upmc.fr/fr/recherche/actualites_de_la_recherche/dossiers_thematiques/encelade_ou_le_mystere_saturne/le_groupe_encelade_et_les_principaux_resultats.html
Wetenschappelijk contact :
Observatoire de Paris
Valéry Lainey (IMCCE)
+33 (0) 1 40 51 22 69
valery.lainey@obspm.fr
Contact in Frankrijk :
Frédérique Auffret
Observatoire de Paris
+33 (0) 1 40 51 20 29
+33 (0) 6 22 70 16 44
presse.communication@obspm.fr
Contact in België :
Lê Binh San PHAM
Observatoire royal de Belgique
+32 023730303
lebinhsan.pham@oma.be