Czym są księżyce pasterskie?

Pasterze to księżyce, które dosłownie pastują zawartość pierścienia planetarnego, nadając mu ostrzejszą krawędź i więcej definicji. Obecność takich satelitów została zasugerowana przez naukowców w latach 70., którzy starali się zrozumieć pierścienie planetarne oraz różnice w wielkości, szczelinach i strukturze, które można zobaczyć na zdjęciach w wysokiej rozdzielczości. Saturn, planeta słynna z pierścienia, ma kilka księżyców pasterskich, a po dokładnym zbadaniu można zauważyć, że krążek materiału otaczającego planetę składa się z wielu pierścieni, a nie z jednego ciała stałego.

W klasycznym przykładzie księżyce pasterskie pojawiają się po obu stronach pierścienia planetarnego, chociaż mogą również pojawiać się same. Księżyc na zewnątrz spowalnia cząsteczki w pierścieniu, powodując ich opadanie na niższą orbitę. Zewnętrzne księżyce popychają cząstki z powrotem do pierścienia, zmuszając pierścień do wyraźnie wytyczonej granicy. Jeśli cząsteczki zdołają przepchnąć się poza tę granicę, w wyniku przyciągania grawitacyjnego lądują na powierzchni Księżyca.

Tymczasem księżyce wewnętrzne odpychają cząsteczki od siebie, a tym samym do pierścienia. Typowa para księżyców pasterskich będzie bardzo blisko siebie w dowolnym punkcie na swojej orbicie, co oznacza, że ​​znacznie zaciskają kształt pierścienia, popychając w przeciwnych kierunkach, podobnie jak dwie osoby pchające przeciwległe końce patyka utrzyma drążek w mniej lub bardziej statycznej pozycji.

Dwoma najbardziej znanymi księżycami-pasterzami na Saturnie są prawdopodobnie Prometeusz i Pandora, które pasą Pierścień F planety, chociaż planeta ma wiele innych księżyców-pasterzy i mniejszych satelitów-pasterzy. Obecność tak wielu orbitujących obiektów wokół Saturna wyjaśnia, dlaczego planeta ma tak wiele pierścieni i dlaczego pomiędzy niektórymi z tych pierścieni pojawiają się wyraźne luki o różnych rozmiarach, gdy satelity pasterskie odsuwają cząsteczki od siebie, tworząc obszar, w którym cząstki nie mogą krążyć wokół siebie .

Można znaleźć wiele doskonałych zdjęć Saturna i jego księżyców pasterskich, ilustrujących koncepcję wizualnie. Ta koncepcja może mieć interesujące potencjalne zastosowania w eksploracji kosmosu i osadnictwie, ponieważ satelity pasterskie mogą mieć głęboki wpływ na pierścienie otaczające niektóre planety. Naukowcy mogą w pewnym momencie wykorzystać siły stworzone przez księżyce pasterskie do wykonywania różnych czynności na orbicie lub do przyczyniania się do rozwoju sztucznych warunków, które sprzyjałyby kolonizacji planety.