Co ciekawe, większość nowo poznanych księżyców Saturna to księżyce niezwykle malutkie, o średnicy nawet 2,5 kilometra. Technika wykorzystana do ich odkrycia okazała się więc niezwykle efektywna.
Księżyce przyćmione przez blask planet
Niezwykle trudne jest obserwowanie maleńkich obiektów w pobliżu Saturna i Jowisza. Jako że są to największe planety w Układzie Słonecznym, świecą na niebie bardzo jasno, a w szczególności z naszej perspektywy. Zawsze odbijają bowiem w naszą stronę światło słoneczne. Dlatego są jaśniejsze niż jakiekolwiek ciała znajdujące się w pobliżu.
Aby jakiś obiekt został uznany za Księżyc, wystarczy że krąży on po stabilnej orbicie większego ciała – niezależnie od tego, czy tym ciałem jest planeta, planeta karłowata lub asteroida. Nie ma znaczenia jego kształt, rozmiar, masa, ani skład. Nie wystarczy jednak tego obiektu dostrzec. Trzeba prześledzić jego ruch orbitalny, aby zdeterminować, czy jego orbita jest stabilna.
Saturn i jego niektóre księżyce – od lewej Janus, Pandora, Enceladus, Rhea i Mimas. | Źródło: NASA
W związku z powyższym do odkrycia nowych księżyców Saturna były potrzebne zdjęcia okolic planety wykonane na przestrzeni kilku ostatnich lat. Na potwierdzenie natury tych obiektów pozwoliła technika polegająca na przesuwaniu i nakładaniu na siebie zdjęć.
Metoda, która była kluczem do odkrycia
W jaki sposób wspomniana technika działa? W skrócie, sekwencja obrazów jest „przesuwana” przez naukowców z taką samą prędkością, z jaką księżyc porusza się po niebie. Następnie obrazy są nakładane jeden na drugi, aby wzmocnić słabe sygnały, niewidoczne na pojedynczych zdjęciach, ale widoczne w stosie obrazów.
Technika przesuwania i nakładania w przeszłości była wykorzystywana chociażby do poszukiwania księżyców krążących wokół Neptuna i Urana. W 2019 roku Edward Ashton z Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics na Tajwanie użył jej, by przeskanować niebie wokół Saturna za pomocą Teleskopu Kanadyjsko-Francusko-Hawajskiego. W ten sposób zdołał zlokalizować na orbicie Saturna nieznane wcześniej obiekty.
Między 2019 a 2021 rokiem Ashton i inni astronomowie regularnie prowadzili kilkugodzinne obserwacje i sięgali po technikę przesuwania i nakładania, by sprawdzić, czy zidentyfikowane obiekty mogą być księżycami. Odkrycie pierwszego księżyca potwierdzono już w 2021 roku. Teraz potwierdzono odkrycie 62 kolejnych.
Pozostałości po większych księżycach
Wszystkie nowo odkryte księżyce należą do trzech grup księżyców Saturna sklasyfikowanych jako „nieregularne”. Te, zgrupowane w skupiska zwane grupą inuicką, grupą nordycką i grupą galijską, krążą wokół planety po dużych, eliptycznych orbitach pod dużym kątem w stosunku do „zwykłych” księżyców Saturna.
Większość nowo poznanych księżyców należy do grupy nordyckiej, tej najliczniejszej. Co ciekawe, księżyce grupy nordyckiej poruszają się ruchem wstecznym – w kierunku przeciwnym do ruchu obrotowego Jowisza.
Zdaniem naukowców istnienie wymienionych grup wskazuje na kolizje, jakie w niedalekiej przeszłości miały miejsce między księżycami Saturna. Po księżycach tych zostały jedynie mniejsze księżyce. Grupa nordycka może być tym, co pozostało po rozbiciu średniej wielkości nieregularnego księżyca, a nowo odkryte księżyce mają być na to kolejnym dowodem.
„Gdy przesuwamy się do granic możliwości współczesnych teleskopów, znajdujemy coraz więcej dowodów na to, że średniej wielkości księżyc wykazujący ruch wsteczny został rozerwany na kawałki około 100 milionów lat temu.”, powiedział astronom Brett Gladman z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie.
Kto wie, może na orbicie Jowisza znajdują się jeszcze jakieś księżyce czekające na odkrycie. Pytanie brzmi, czy jest ich na tyle dużo, by ten gazowy gigant miał jakiekolwiek szanse na odzyskanie planety z największą liczbą znanych księżyców.
Źródło: Uniwersytet Kolumbii Brytyjskiej, fot. tyt. NASA