Video: Hoe de manen van Saturnus werden gevormd tijdens een enorme botsing met de maan

Probeer je Saturnus voor te stellen zonder zijn kenmerkende ringen. Stel je nu voor dat twee grote ijsmanen steeds dichter bij elkaar komen tot – boem. chaos. Wat vast was, is nu vloeibaar. Diamantscherven verspreid in de duisternis. Veel ijzige fragmenten vallen in de buurt van Saturnus, blijven daar en dansen eenstemmig rond de gasreus, waarbij ze uiteindelijk de prachtige, zware schijven van het lichaam vormen.

Dit verbazingwekkende tafereel maakt deel uit van een poging om een ​​van de grootste mysteries van het zonnestelsel te beantwoorden: waar kwamen de ringen van Saturnus vandaan en wanneer werden ze gevormd?

Een studie die deze week werd gepubliceerd in Astrofysisch tijdschriftneigt naar het idee dat ze niet miljarden jaren oud zijn, maar in het recente astronomische verleden zijn gemaakt – misschien door de botsing van twee bescheiden de grootte Met ijs gevlekte manen van slechts een paar honderd miljoen jaar geleden.

“Ik weet zeker dat het gaaf zou zijn geweest om te zien of dinosauriërs een telescoop hadden die goed genoeg was.” Jacob Kegeriseen onderzoekswetenschapper bij het NASA Ames Research Center in Mountain View, Californië, is een van de auteurs van het onderzoek.

Dr. Kegeris en zijn collega’s testten de hypothese van de jongere ringen met behulp van onderzoek dat in Groot-Brittannië werd verspreid met behulp van een geavanceerde computerfaciliteit. Dankzij dit supercomputersysteem konden onderzoekers deze ramp herhaaldelijk gedetailleerder nabootsen, evenals de onmiddellijke gevolgen ervan, en ze vonden dit oorsprongsverhaal plausibel.

De simulaties van het team kunnen wetenschappers helpen de oorsprong van niet alleen de ringen van Saturnus, maar van alle werelden te bestuderen. Saturnus, met zijn talloze manen, “kan worden beschouwd als een klein zonnestelsel”, zei hij. Scott Sheppard, een astronoom aan het Carnegie Institution for Science in Washington, die niet betrokken was bij de nieuwe studie. “Saturnus is een ideaal laboratorium om te begrijpen hoe planeten en manen ontstaan.”

Saturnus is 4,5 miljard jaar oud, bijna ouder dan de zon. Men dacht dat de ringen even oud waren totdat het Cassini-ruimtevaartuig de planeet dertien jaar lang nauwlettend bestudeerde. Miljarden jaren lang zou het bezaaid zijn geweest met ander stoffig ruimteschroot. Maar er verschenen ijsringen Zeer glanzend en schoon Primitief zijn.

Dit, samen met ander bewijsmateriaal, heeft veel wetenschappers die Saturnus bestuderen ervan overtuigd dat de ringen een paar honderd miljoen jaar geleden verschenen. Als ze niet verschenen tijdens het pandemonium van het vroege zonnestelsel, toen grote objecten routinematig met elkaar in botsing kwamen, dan ontstonden ze in de relatief rustige dagen van het recente astronomische verleden. maar hoe?

Saturnus heeft nu minstens 145 manen, en kan er nog veel meer hebben gehad voordat hij ringen ontwikkelde. Wetenschappers geloven dat de enorme zwaartekracht van de zon sommige banen van de manen geleidelijk heeft gedestabiliseerd. Het culmineerde in de botsing van twee manen.

Uit de nieuwe studie bleek dat een botsing tussen twee ijzige satellieten ervoor zou zorgen dat veel bevroren confetti richting Saturnus explodeerde. Als dit ijs de Roche-grens zou overschrijden en voorbij zou blijven – de grens waarboven de zwaartekrachtsgetijden van de planeet ervoor zorgen dat de manen uiteenvallen – zou het een kans hebben om die ringen te vormen.

De fragmenten die na het maximum overblijven, zijn mogelijk in botsing gekomen met andere satellieten, waardoor ze zijn verspreid en meer materiaal is vrijgekomen, het soort dat kan samenklonteren om pasgeboren manen te vormen.

Het is niet duidelijk welke van de huidige manen als een relatieve tiener wordt beschouwd. Maar RheaEen voorbeeld hiervan zou de op een na grootste maan van Saturnus kunnen zijn, na Titan. Als het ouder was geweest, zou het een andere zwaartekracht hebben meegemaakt en zou zijn baan schever zijn. Maar in plaats daarvan is Rhea rond en plat, wat erop wijst dat hij zeer recent is gevormd – misschien opgebouwd uit het materiaal dat onlangs is vrijgegeven om de maan te maken.

Sommige manen van Saturnus bevatten mogelijk bewoonbare ondergrondse oceanen. Maar als die manen jonger zijn dan gedacht, zou deze mogelijkheid kunnen worden verkleind.

“We weten nog steeds niet wat de kansen zijn dat het leven daar zal evolueren,” zei Dr. Kegeris. Maar als sommige van deze manen jonger zijn dan wetenschappers denken, kan dat de kans op leven daar verkleinen.

Het al lang bestaande debat over de bron van de halo’s van Saturnus zal door deze studie niet worden beslecht. Maar hij benadrukt dat ringen kortstondig en voortdurend veranderend zijn, en geen statische versieringen.

“Of het nu Saturnus is of ergens anders, ik denk dat het interessant is hoe dramatisch het zonnestelsel is,” zei Dr. Kegeris.