Pierścienie Saturna są zaskakująco młode i mogą być resztkami dawnych księżyców

Ostatnie dane przesłane na Ziemię przez sondę Cassini, która przemierzała przestrzeń między planetą a pierścieniami na krótko przed tym jak wleciała w atmosferę gazowego olbrzyma kończąc tym samym swoją misję wskazują, że pierścienie planety mają zaledwie kilkaset milionów lat i są mniej masywne niż dotąd uważano.

Takie wyniki wskazują, że pierścienie są prawdopodobnie pozostałościami po co najmniej jednym księżycu, a nie pozostałościami po materii, z której powstała planeta. Wyniki badań zostały zaprezentowane podczas jesiennego spotkania AGU w dniach 12 i 13 grudnia br.

Od dekad naukowcy zastanawiali się nad wiekiem i pochodzeniem pierścieni Saturna. Jeżeli pierścienie powstały razem z Saturnem jakieś 4 miliardy lat temu, bezustanne bombardowanie odłamkami  z bardziej odległych rejonów układu słonecznego powinno spowodować, że pierścienie będą ciemniejsze niż to co obserwujemy. Jednak naukowcy uważali, że pierścienie były zbyt masywne, aby mogły się uformować stosunkowo niedawno, gdy było już mniej materiału, z którego mogłyby powstać niż na wczesnych etapach istnienia Układu Słonecznego.

Obserwacje wykonane przez sondę Cassini podczas ostatnich orbit misji być może rozwiązały tę zagadkę. Pod koniec misji sonda Cassini 22 razy przeleciała między pierścieniami a planetą. Wyczyn ten pozwolił astronomom zmierzyć różnicę przyciągania grawitacyjnego doświadczanego przez sondę ze strony samego Saturna oraz Saturna z pierścieniami.

Pomiary te pozwoliły ustalić, że pierścień B, który odpowiada za 80% całkowitej masy pierścieni ma około 15 miliardów miliardów kilogramów lub 0,4 masy Mimasa, jednego z pierścieni Saturna.

To wystarczająco niska masa, aby pierścień mógł być młody – mówi planetolog Larry Esposito z Uniwersytetu Kolorado w Boulder, wieloletni zwolennik teorii starych pierścieni zaangażowany w te badania. W 1983 roku Esposito wykorzystał dane zebrane przez sondę Voyager do oszacowania masy pierścieni i otrzymał podobny wynik. “Zawsze jednak uważałem, że wyniki są niedoszacowane. Jestem rozczarowany tym, że pierścienie nie są masywniejsze”.


Ostatnie spojrzenie na pył opadający na pierścienie także wspiera teorię o młodych pierścieniach. Wykorzystując wszystkie pomiary z instrumentu mierzącego ilość pyłu naukowcy ustalili, że wciąż jasne pierścienie zbierają zdecydowanie za dużo pyłu, aby utrzymać swoją jasną barwę przez miliardy lat. “Nasze dane wskazują, że czas zanieczyszczania pierścienia to zaledwie kilkaset milionów lat. Zatem pierścienie są stosunkowo młode” mówi Sascha Kempf z Boulder.

Analizowane łącznie, te dwa wyniki “silnie wskazują na młode pierścienie” mówi Esposito.

W jaki sposób powstały pierścienie wciąż nie wiadomo. Według Esposito najprawdopodobniej jeden księżyc o masie około połowy masy Mimasa uległ rozerwaniu jakieś 200 milionów lat temu. Według Paula Estrady z Instytutu SETI w Mountain View, powstawanie pierścieni niekoniecznie jest jednorazowym wydarzeniem. Saturn może przechodzić przez cykle istnienia księżyców i pierścieni. W 2016 roku Matija Ćuk także z Instytutu SETI wraz ze współpracownikami obliczył, że w przypadku gdyby dawny najbardziej zewnętrzny księżyc Saturna zbliżył się do planety, ruch ten mógłby zdestabilizować cały układ księżyców wysyłając część z nich w kierunku Saturna, gdzie uległyby rozerwaniu i odpowiadałyby za powstanie pierścieni. Z czasem te pierścienie mogłyby akreować i tworzyć nowe księżyce powracając do punktu wyjścia. Takie zmiany mogłyby zachodzić wielokrotnie.

Źródło: 1

Komentarze wyłączone.