Niczym miniaturowy Układ Słoneczny…

Prawdopodobnie żadna planeta w naszym Układzie Słonecznym nie przypomina miniaturowego układu planetarnego bardziej niż Saturn.

Saturn i jego księżyce przypominają Słońce i jego planety – mówi Linda Spilker, naukowiec projektu Cassini. Księżyce Saturna także okrążają swoją planetę macierzystą praktycznie w jednej płaszczyźnie i w tym samym kierunku co planety Układu Słonecznego. Spojrzenie na dysk pierścieni wokół Saturna to jak przyglądanie się Układowi Słonecznemu z czasów przed uformowaniem się planet – dodaje Spilker.

Układy planetarne miliardy lat młodsze od naszego charakteryzują się dyskiem akrecyjnm – płaskim obłokiem gazu i pyłu otaczającym młodą gwiazdę, z którego z czasem powstają planety.

W porównaniu do Saturna, pozostałe planety z pierścieniami (Jowisz, Uran i Neptun) posiadają zaledwie szczątkowe układy pierścieni. Ponad 60 księżyców Saturna oferuje nam wystarczająco złożony układ, który można wykorzystać jako model naszego Układu Słonecznego.

Jednak system Saturna nie tylko wygląda jak mały układ słoneczny. Może być także wykorzystany do badania mechaniki naszego Układu Słonecznego i jego ewolucji tak w przeszłości jak i teraz.

Kilka miliardów lat temu dysk akrecyjny wokół Słońca uformował się w planety – dlatego też naukowcy nie mogą badać go bezpośrednio. Jednak system pierścieni Saturna wciąż istnieje i stanowi rewelacyjne miejsce badań. Może on na powiedzieć bardzo wiele o tym jak powstały planety z dysku akrecyjnego – mówi Spilker.

Naukowcy z zespołu misji Cassini badają zmiany zachodzące w pierścieniach Saturna oraz wpływ grawitacyjny księżyców na pierścienie. Planety wczesnego Układu Słonecznego podobnie musiały oddziaływać z dyskiem pyłu i gazu otaczającym młode słońce.

Co więcej, księżyce także oddziałują grawitacyjnie ze sobą tak jak planety Układu Słonecznego, aczkolwiek w niektórych sytuacjach bardziej intensywnie. Przykładowo Enceladus, który posiada ciepły ocean podpowierzchniowy, emitujący duże ilości tej wody w przestrzeń kosmiczną przez szczeliny znajdujące się w pobliżu jego bieguna południowego zasila w materię pierścień E. Jednak ocean na Enceladusie, gejzery wody i pierścień E najprawdopodobniej w ogóle by nie istniały gdyby nie obecność innego księżyca – Dione.

Orbity Dione i Enceladusa regularnie je do siebie zbliżają, a Dione grawitacyjnie utrzymuje Enceladusa na wydłużonej orbicie, która na zmianę zbliża i oddala Enceladusa od Saturna. Ta stale zmieniająca się odległość od planety macierzystej wpływa na Enceladusa bezustannie go odkształcając co prowadzi do ogrzewania wnętrza, a tym samym do utrzymywania ciekłego oceanu pod jego powierzchnią.

Układ Saturna jest fantastycznym modelem Układu Słonecznego nie tylko dlatego, że posiada wszystkie jego składniki. Jest także znacznie szybszy. Grawitacyjne oddziaływania, wymiana materii i energii między Saturnem, jego księżycami i pierścieniami zachodzą znacznie szybciej niż w Układzie Słonecznym.

Większość planet Układu Słonecznego ma znacznie dłuższe okresy orbitalne niż Ziemia. Przykładowo Neptun potrzebuje 165 ziemskich lat na jedno okrążenie Słońca. Od momentu odkrycia w 1846 roku Neptun wykonał zaledwie jedno okrążenie wokół Słońca. Poza kilkoma wyjątkami, elementy systemu Saturna okrążają planetę w skali dni i godzin a nie lat czy kilku długości ludzkiego życia.

Zalety tempa zmian i bliskości Saturna pozwoliły sondzie Cassini zebrać wartościowe dane o interakcjach zachodzących między Saturnem, jego księżycami i pierścieniami. Co więcej, sonda Cassini jak i wcześniejsze sondy były w stanie wykonać zdjęcia, które po połączeniu w sekwencje wideo pozwalają nam obejrzeć ruch obiektów w układzie Saturna. Te filmy pozwalają nam zachwycić się ruchem całego „układu planetarnego” Saturna, który przypomina pod wieloma względami nasz Układ Słoneczny.

*Niektóre księżyce Saturna, takie jak np. Phoebe, okrążają Saturna w przeciwnym kierunku. Naukowcy podejrzewają, że są to obiekty, które nie powstały w dysku akrecyjnym w pobliżu Saturna, a przybłąkały się z Pasa Kuipera i przypadkiem znalazły się we właściwym miejscu i czasie, aby zostać pochwycone przez grawitację Saturna i uwięzione na orbicie wokół niego, aczkolwiek „odwrotnej”.

Źródło: Cassini Imaging Team