Libration und Migration von Propeller-Monden in Saturns dichten Ringen

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Spahn, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252107923

Eine der spektakulärsten Entdeckungen der Cassini-Mission war die Abweichung der Bahnbewegung von Propeller-Moonlets von den erwarteten Keplerorbits. Unsere Studien in der ersten Phase des Projektes lieferten Hinweise, dass diese longitudinalen Librationen von gravitativen Störungen der zahlreichen Saturnmonde herrühren könnten, und dass die Wechselwirkungen des Moonlets mit dem es umgebenden Ringmaterials die Amplituden der Bahnabweichungen zu verstärken in der Lage sind - wie unser linearisiertes Moonlet-Propeller Modell nahelegt. In der Fortsetzung planen wir, die numerischen Simulationen der resonant getriebenen Moonlet-Libration um dissipative Prozesse zu erweitern, die für die zahlreichen irreversiblen Moonlet-Ring Wechselwirkungen (physische Kollisionen, gravitative Streuungen) stehen. Diese Dissipation könnte stabile statistische Eigenschaften der Librationsbewegung verursachen und die Abhängigkeit dieser Eigenschaften der Abweichung der Bahnbewegungen von der Dissipationsrate wiederum würde helfen, deren dominante Moden zu identifizieren. Die Verstärkung von bestimmten Moden - just demonstriert von unserem linearisierten Moonlet-Propeller Oszillator für eine isolierte Mode - soll nun mit hydrodynamischen Simulationen eines frei beweglichen Moonlets inmitten einer granularen Ringflüssigkeit modelliert werden. Diese Methode erfasst nun den vollen nichtlinearen Charakter der Wechselwirkung des Moonlets mit seinem Propeller, was die Anregung und Verstärkung vieler (sich gegenseitig beeinflussenden) Librationsmoden gleichzeitig gestattet. Die daraus resultierenden Resultate werden schließlich mit den aktuellen Cassini-Bilddaten verglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Martin Seiß