F-ring van Saturnus is een strakke spiraal en niet wispelturig

De F-ring van Saturnus, het mysterieuze ringetje dat zich niet ver buiten de majestueuze hoofdring bevindt, heeft de vorm van een strak gewonden spiraal. Dat concluderen Franse en Amerikaanse astronomen die recente opnamen van deze ring door de Saturnusverkenner Cassini hebben bestudeerd (Science, 25 nov). De F-ring is een 50 tot 500 kilometer brede band, op slechts 3000 kilometer van de buitenrand van de hoofdring van Saturnus. Hij werd in 1979 ontdekt door de Amerikaanse ruimtesonde Pioneer 11 en is sindsdien het meest intrigerende deel van de ring van Saturnus.

De F-ring is – en blijft – zo smal doordat de stof-, ijs- en gruisdeeltjes waaruit hij bestaat door twee kleine, naburige satellieten, Prometheus en Pandora, in toom worden gehouden. De aantrekkingskracht van deze maantjes voorkomt dat het om Saturnus cirkelende ringmateriaal te ver binnen- of buitenwaarts beweegt. Heel opmerkelijk is echter de vreemde, kronkelige vorm van de ring. Hij bestaat uit een heldere, centrale band die hier en daar wordt geflankeerd door lichtzwakke strengen en verdichtingen, waarvan het aantal en de vorm op tijdschalen van dagen tot weken veranderen.

Tot nu toe konden alleen delen van de F-ring worden bestudeerd en was het niet mogelijk om op één moment de ring in zijn totaliteit te zien. Dankzij Cassini, de Amerikaanse ruimtesonde die sinds juli 2004 om Saturnus draait, is dat nu wel gelukt. Sebastien Charnoz en zijn collega's hebben kort na elkaar gemaakte opnamen van telkens een klein stukje ring achter elkaar gelegd, waardoor een totaaloverzicht van de ring ontstond. Daarop is te zien dat de strengen rond het hart van de ring met elkaar zijn verbonden en één doorlopende spiraal met op zijn minst drie windingen vormen. Deze spiraal draait in 15 uur, even snel als de afzonderlijke ringdeeltjes, rond Saturnus.

De spiraal is waarschijnlijk het resultaat van de extreme uitrekking van een wolk van ringmateriaal. Deeltjes die wat verder van Saturnus staan, draaien iets trager rond de planeet dan deeltjes die wat dichterbij staan, dus de eerste raken steeds verder achterop. Door terugrekenen hebben de astronomen gevonden dat de spiraal begin 2004 een 300 kilometer grote wolk moet zijn geweest. Die zou op zijn beurt gevormd kunnen zijn door de invloed van een passerende satelliet op het dichtste deel van de ring, of door de `inslag' van een grote meteoriet in dit gebied. In het eerste geval zou er eind 2009, als het maantje Prometheus vlak bij de ring komt, een nieuwe spiraal moeten ontstaan. Die zou kunnen worden waargenomen als Cassini tegen die tijd nog in werking is.