Przez jakiś czas Jowisz był uznawany za planetę, wokół której krąży najwięcej księżyców w Układzie Słonecznym. Jednak po odkryciu 62 nowych naturalnych satelitów Saturna, to planeta ze słynnymi pierścieniami wysunęła się na prowadzenie w tym nietypowym, kosmicznym „wyścigu”. Co ciekawe, niektóre odkryte księżyce krążą w kierunku przeciwnym do rotacji planety.
Naukowcy oficjalnie uznali istnienie 145 księżyców, które krążą wokół Saturna. Jowisz z 92 naturalnymi satelitami znalazł się tym samym na drugim miejscu w „rankingu”. W rzeczywistości nie chodzi jednak o żaden „wyścig”. Badacze są bardzo zadowoleni, bo udowodnili skuteczność żmudnej techniki wykrywania małych księżyców, krążących wokół planet olbrzymów.
Poszukiwanie małych obiektów orbitujących wokół gigantycznych planet jest dla badaczy ogromnym wyzwaniem. Jowisz i Saturn są największymi (poza Słońcem) ciałami w pobliżu. Obserwacje z Ziemi są przez to utrudnione, bo oba olbrzymy nieustannie odbijają światło naszej gwiazdy i są bardzo jasne na niebie, tym samym uniemożliwiając wykrycie małych obiektów.
Astronomowie przyznają, że sama definicja „księżyca” jest bardzo szeroka. Nie istnieją żadne „wymogi” dotyczące kształtu, masy, średnicy czy składu obiektu. Musi on mieć stabilną orbitę wokół innego, większego ciała, które nie jest gwiazdą. Tak więc planety, planety karłowate, a nawet asteroidy mogą mieć swoje własne księżyce. Jednak aby uznać dany obiekt za naturalnego satelitę, trzeba go śledzić przez dłuższy czas. Naukowcy muszą mieć pewność, że orbita ciała niebieskiego jest stabilna.
Technika poszukiwania niewielkich księżyców została początkowo opracowana w celu znalezienia podobnych obiektów krążących wokół Urana i Neptuna. Polega ona na analizie ogromnej liczby zdjęć, których sekwencje są „przesuwane” w szacowanym tempie, w jakim domniemany księżyc się porusza. Dzięki takiemu przesunięciu obrazy nakładają się na siebie, co wzmacnia sygnał i pozwala dostrzec obiekty niewidoczne na pojedynczych fotografiach.
Technikę nakładania na siebie zdjęć pochodzących z ostatnich kilku lat zastosował zespół kierowany przez astronoma Edwarda Ashtona z Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics na Tajwanie. Badaczom udało się w ten sposób znaleźć księżyce Saturna o średnicy zaledwie 2,5 kilometra. Badania rozpoczęły się jeszcze w 2019 r., a do wykonania fotografii wykorzystano Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT). Zdjęcia wykonywano okresowo do 2021 r., potem rozpoczął się żmudny proces weryfikacji uzyskanych obrazów.
Ashton porównuje poszukiwania księżyców do rysunkowej zabawy dla dzieci, w której łączą one ze sobą kropki na kartce papieru, aby stworzyć w ten sposób jakiś kształt. – Musimy połączyć różne obserwacje tych księżyców w naszych danych i oszacować możliwą orbitę – mówi astronom. Problem polega jednak na tym, że badacze kosmosu na jednej fotografii mają setki możliwości i obiektów. – Nie wiemy, która kropka należy do której układanki – wyjaśnia Ashton.
Odkryte obiekty należą do trzech grup sklasyfikowanych jako „nieregularne”: inuickiej, galijskiej i nordyckiej. Grupy te okrążają planetę na dużych, eliptycznych orbitach nachylonych pod kątem w stosunku do „regularnych” księżyców planety. Niektóre orbitują też w kierunku przeciwnym do rotacji Saturna.
Nowo odkryte obiekty dają astronomom wgląd w przeszłość Saturna. Mogą stanowić dowód na niedawne kolizje większych księżyców, które doprowadziły do powstania roju mniejszych. Według analiz cała grupa nordycka może być pozostałością po rozerwaniu większego naturalnego satelity, do którego mogło dojść ok. 100 mln lat temu.
Źródło: Science Alert, fot. NASA
