Saturnuksen kuu Mimas on pienin kaasujättelijän suurimmista kuista. (Saturnuksessa on 62 kuukautta, mutta jotkut niistä ovat pieniä, alle 1 km: n halkaisijoita.) Kaksi uutta tutkimusta osoittaa, kuinka Mimas toimi eräänlaisena lumenaurana, laajentaen Cassini-jakoa Saturnuksen renkaiden välillä.
Saturnuksen ikoniset renkaat erottavat sen muista aurinkokunnan planeetoista. Ei ole tieteellistä yksimielisyyttä siitä, kuinka ne tarkalleen muodostuivat. Teorian mukaan ne muodostuivat varhaisessa vaiheessa aurinkokunnan historiassa, kun taas Cassini-tehtävän tiedot viittaavat siihen, että ne muodostuivat paljon myöhemmin, ehkä dinosaurusten hallituskauden aikana. Cassinin ns. Grand Finalen tiedot osoittavat, että renkaat ovat 200 miljoonaa vuotta vanhoja tai nuorempia. Mutta vaikka heidän historiansa on epävarmaa, tiedämme silti, mistä he koostuvat: he ovat melkein koko vesijäää, jossa on kivisiä paloja.
Niitä kutsutaan Saturnuksen renkaiksi, koska siellä on useita renkaita, jotka on erotettu aukkoilla, joita kutsutaan jakautumiksi. Suurinta, näkyvinä aukkoa kutsutaan Cassini-divisioonaksi. Se on ns. A-renkaan ja B-renkaan välillä, jako on noin 4800 km (3000 mailia).
On olemassa kaksi uutta tutkimusta, jotka auttavat selittämään, miten Cassini-osasto luotiin ja laajennettiin. Ensimmäinen on ”Cassini-divisioonan perustaminen - I. Renkaiden muotoilu Mimasin sisäisellä muuttoliikkeellä” ja toinen ”Cassini-divisioonan perustaminen - II. Mahdollisia Mimasin ja Enceladusin historiaa. ” Molemmat julkaistiin kuninkaallisen tähtitieteellisen seuran kesäkuun 2019 kuukausitiedoissa. He ovat molemmat saman kirjailijaryhmän edustajia Ranskan tutkimuslaitoksista.
Tutkimukset osoittavat, että kuu-Mimas on käyttäytynyt kuin lumiaura ja työntänyt A- ja B-renkaat muodostavat hiukkaset toisistaan, laajentaen Cassini-alueen nykyiseen 4800 km: n leveyteen. Se tekee tämän kiertoradalla tapahtuvan resonanssin kautta.
Cassini-divisioonan sisäreunaa kutsutaan Huygens Gapiksi. Cassini-jaon sisäreunan Huygens Gap -jään jää- ja kalliohiukkaset ovat kiertoradalla 2: 1 Mimasin kanssa. Tämä tarkoittaa, että jokaisella Mimasin kiertoradalla nuo hiukkaset kiertävät kahdesti. Seurauksena on, että Mimas vetää toistuvasti näitä hiukkasia painovoimaisesti pakottaen ne kiertoradalle raon ulkopuolelle. Kuten lumiaura.
Kuun luonnollisena taipumuksena on siirtyä pois isäntä planeetalta. Vain isäntämaapallon painovoima voi pitää sen kurissa. Mutta Mimasin tapauksessa tapahtui jotain muuta, joka aiheutti sen siirtymisen sisäänpäin jopa 9000 km, ja prosessin aikana rako laajeni puoleen etäisyyteen. Vain energian menetys olisi voinut aiheuttaa Mimasin sisäisen muuttoliikkeen.
Tutkijoiden mukaan Mimasin olisi pitänyt menettää energiaa kuumentuessaan, mikä puolestaan olisi sulanut kuun sisäisen jään ja heikentänyt kuorta. Mutta nyt, kun Cassini-avaruusalus on antanut meille niin upeat näkymät Mimasin pinnalle, tuo skenaario ei sovi. Mimasin pinnalla on edelleen todisteita muinaisista vaikutuksista, joita ei pitäisi olla siellä, jos kuori olisi heikentynyt.
Tutkijaryhmällä on toinen hypoteesi, johon liittyy toinen Saturnuksen kuista, Enceladus. Enceladus on huomionarvoinen, koska sillä on maanalainen valtameri, jonka myös Cassini-avaruusalus löysi. Tämän hypoteesin mukaan sekä Mimas että Enceladus menettivät energiaa kiertoradalla. Tämä olisi lämmittänyt molemmat kuut, luonut merenpinnan alapuolelle. Tätä hypoteesia ei kuitenkaan vahvisteta, etenkin koska Mimas-maanalaisen meren olemassaoloa ei ole koskaan todistettu. (Pinnalla ei ole merkkejä yhdestäkään.)
Selvää on, että Mimas on alkanut siirtyä uudestaan ulos. Näiden lehtien laskelmien mukaan Cassini-divisioona poistuu noin 40 miljoonan vuoden kuluttua.
Tällä tutkimuksella voi olla mielenkiintoisia vaikutuksia eksoplaneettojen tutkimukseen. Kirjailijoiden mukaan, kun tähtitieteilijät löytävät ympäröivien rengasrakenteisten eksoplaneettojen, se saattaa tarkoittaa kuiden läsnäoloa. Ja jos siellä on kuut, heillä voi hyvinkin olla merenpinnan yläpuolella. Ja noissa valtamereissä ehkä elämä.
Lähteet:
- Lehdistötiedote: Saturnuksen kuu Mimas, lumikenkä planeetan renkaissa
- Tutkimuspaperi: Cassini-divisioonan perustaminen - I. Renkaiden muotoilu Mimasin sisäisellä muuttoliikkeellä
- Tutkimusasiakirja: Cassini-divisioonan perustaminen - II. Mahdolliset Mimasin ja Enceladusin historiat
- Tutkimuspaperi: Vuoroveden vaikutukset Mimas-valtameren hypoteesiin
- Avaruuslehti: Cassini-avaruusalusta vahvistaa Enceladusin meren alla sijaitsevasta merestä
- NASA: Mimas syvyydessä
