Nieuwe studie onthult hoe gelukkig we zijn om getuige te zijn van de verbazingwekkende ringen van Saturnus: ScienceAlert

De ringen van Saturnus zijn een van de juwelen van het zonnestelsel, maar hun tijd lijkt kort en hun bestaan ​​kortstondig.

Nieuwe studie Ze geven aan dat de ringen tussen de 400 miljoen en 100 miljoen jaar oud zijn – een fractie van de leeftijd van het zonnestelsel. Dit betekent dat we het geluk hebben in een tijdperk te leven waarin de gigantische planeet zijn eigen prachtige ringen heeft. Uit onderzoek blijkt ook dat ze over nog eens 100 miljoen jaar verdwenen kunnen zijn.

De ringen werden voor het eerst waargenomen in 1610 door de astronoom Galileo Galilei die, vanwege de beperkingen van de resolutie van zijn telescoop, ze aanvankelijk beschreef als twee kleinere planeten aan weerszijden van het hoofdlichaam van Saturnus, die ermee in fysiek contact leken te staan.

In 1659 publiceerde de Nederlandse astronoom Christiaan Huygens Systeem Saturniumen werd de eerste die ze omschreef als een dun, plat ringsysteem dat de planeet niet raakt.

Het liet ook zien hoe hun uiterlijk verandert, gezien vanaf de aarde, terwijl de twee planeten in een baan om de zon draaien en waarom ze op bepaalde tijden lijken te verdwijnen. Dit komt omdat hun kijkgeometrie ervoor zorgt dat we ze periodiek op aarde zien.

De ringen zijn zichtbaar voor iedereen met een geschikte verrekijker of een bescheiden achtertuintelescoop. De ringen werpen wit tegen de lichtgele bol van Saturnus en zijn bijna volledig samengesteld uit miljarden waterijsdeeltjes, die fluoresceren door verstrooiing van zonlicht.

Temidden van dit ijzige materiaal bevinden zich afzettingen van donkere, stoffige dingen. In de ruimtewetenschap verwijst de term “stof” meestal naar kleine korrels Van rotsachtig, mineraal of koolstofrijk materiaal dat merkbaar donkerder is dan ijs. Ze worden ook gezamenlijk micrometeorieten genoemd. Deze korrels doordringen het zonnestelsel.

Af en toe zie je ze ’s nachts de atmosfeer van de aarde binnenkomen als bliksemschichten. De zwaartekrachtvelden van de planeten hebben het effect dat deze planetaire stof “val” vergroot of geconcentreerd wordt.

Na verloop van tijd voegt deze herfst massa toe aan een planeet en verandert de chemische samenstelling ervan. Saturnus is een gasreus met een diameter van ongeveer 60.000 km, ongeveer 9,5 keer die van de aarde en een massa van ongeveer 95 keer die van de aarde. Dit betekent dat het een zeer grote “zwaartekrachtbron” heeft (het zwaartekrachtveld rond een object in de ruimte) en zeer effectief is in het richten van stofdeeltjes naar Saturnus.

ramkoers

De ringen strekken zich uit van ongeveer 2.000 kilometer boven de wolkentoppen van Saturnus tot ongeveer 80.000 kilometer, en nemen een grote hoeveelheid ruimte in beslag. Als er vallend stof doorheen gaat, kan het in de ringen botsen met ijsdeeltjes. Na verloop van tijd worden de ringen door het stof geleidelijk donkerder en neemt hun massa toe.

Cassini-Huygens was een robotachtig ruimtevaartuig dat in 1997 werd gelanceerd. Het bereikte Saturnus in 2004 en kwam in een baan rond de planeet, waar het zal blijven tot het einde van de missie in 2017. Kosmische stofanalysator (CDA).

Met behulp van gegevens van het CDA vergeleken de auteurs in het nieuwe artikel de huidige stofpopulatie in de ruimte rond Saturnus met de geschatte massa donker stoffig materiaal in de ringen. Ze ontdekten dat de ringen niet ouder zijn dan 400 miljoen jaar en mogelijk wel 100 miljoen jaar oud zijn. Dit lijken misschien lange tijdschalen, maar ze zijn minder dan een tiende van de 4,5 miljard jaar van het zonnestelsel.

Dit betekent ook dat de ringen niet tegelijkertijd met Saturnus of de andere planeten zijn ontstaan. Ze zijn, in kosmische termen, een recente toevoeging aan het zonnestelsel. Gedurende meer dan 90% van het bestaan ​​van Saturnus waren ze er niet.

Dode ster

Dit leidt tot een ander mysterie: hoe werden de ringen het eerst gevormd, gezien het feit dat alle grote planeten en manen in het zonnestelsel veel eerder zijn gevormd? De totale massa van de ringen is ongeveer de helft van die van een van de kleinere ijzige manen van Saturnus, waarvan er vele enorme inslagkenmerken op hun oppervlak vertonen.

Eén in het bijzonder, Kleine Maan Mimasbijgenaamd de Death Star, op het oppervlak bevindt zich een 130 kilometer brede inslagkrater genaamd Herschel.

Dit is zeker niet de grootste krater in het zonnestelsel. Mimas is echter slechts ongeveer 400 kilometer breed, dus deze inslag had niet veel meer energie nodig om de maan uit te wissen. Mimas bestaat uit waterijs, net als de ringen, dus het is mogelijk dat de ringen zijn gevormd door zo’n catastrofale inslag.

regen ring

Wat hun vorm ook is, er bestaat geen twijfel over de toekomst van de ringen van Saturnus. De impact van de stofdeeltjes op de ijsdeeltjes vindt plaats met zeer hoge snelheden, waarbij kleine stukjes ijs en stof van de moederdeeltjes worden gescheiden.

Ultraviolet licht van de zon zorgt ervoor dat deze delen elektrisch worden opgeladen fotoëlektrisch effect. Net als de aarde heeft Saturnus een magnetisch veld, en eenmaal opgeladen, worden deze kleine ijzige stukjes losgelaten uit het ringsysteem en gevangen door het magnetische veld van de planeet.

Coördinerend met de zwaartekracht van de gigantische planeet, worden ze vervolgens naar beneden gericht in de atmosfeer van Saturnus. Deze “ringregen” werd voor het eerst van ver waargenomen door de ruimtevaartuigen Voyager 1 en Voyager 2 tijdens hun korte scheervluchten langs Saturnus begin jaren tachtig.

de afgelopen dagen Papier uit 2018 Wetenschappers gebruikten stoftellingen, opnieuw van het CDA, toen Cassini tussen de ringen en de wolkentoppen van Saturnus vloog, om te zien hoeveel ijs en stof er in de loop van de tijd uit de ringen verloren ging. Deze studie toonde aan dat er elk half uur ongeveer één olympische pool van ringen verloren gaat aan de atmosfeer van Saturnus.

Dit debiet is gebruikt om te schatten dat, gezien hun huidige massa, de ringen waarschijnlijk in minder dan 100 miljoen jaar zullen verdwijnen. Deze prachtige ringen hebben een turbulente geschiedenis en tenzij ze op de een of andere manier worden vernieuwd, zullen ze worden verslonden door Saturnus.

Gareth Dorienpostdoctoraal onderzoeker in ruimtewetenschappen, Universiteit van Birmingham

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf Gesprek Onder Creative Commons-licentie. Lees de Het originele artikel.