Kuvan luotto: NASA / JPL
Uusi Coloradon yliopiston tutkimus osoittaa, kuinka materiaalien kierrätys voi pidentää rengasjärjestelmän, kuten Jupiterin, Saturnuksen, Neptunuksen ja Uranuksen, käyttöikää. Nyt uskotaan, että ne ovat löysästi kerättyjä rauniopaaluja, jotka vetävät materiaalin renkaista ja syöttävät sen sitten takaisin sisään törmääessään toiseen esineeseen. NASA: n Cassini-avaruusalus on matkalla kohti Saturnusta, ja sen pitäisi antaa lisätietoja saapuessaan heinäkuuhun 2004.
Vaikka Jupiterin, Saturnuksen, Uranuksen ja Neptunuksen kaltaisten planeettojen ympärillä olevat renkaat ovat suhteellisen lyhytaikaisia, uudet todisteet viittaavat siihen, että kiertävien roskien kierrätys voi pidentää tällaisten renkaiden eliniän, Coloradon yliopiston tutkijoiden mukaan.
Vakaan näytön mukaan nyt pienet kuut lähellä jättiläisiä planeettoja, kuten Saturnus ja Jupiter, ovat pääosin rauniopaaluja, kertoi CU-Boulderin ilmakehän ja avaruusfysiikan laboratorion professori Larry Esposito. Nämä uudelleen muodostetut pienet elimet ovat materiaalilähde planeettarenkaille.
Espositon ja LASP: n tutkimustoveri Joshua Colwellin aiemmat laskelmat osoittivat tällaisten kuukausien lyhyen eliniän merkitsevän sitä, että aurinkokunta on melkein rengaskauden lopussa. "Nämä filosofisesti epämiellyttävät tulokset eivät välttämättä kuvaa oikein aurinkokuntamme ja renkaita, jotka voivat ympäröitä jättiläisiä auringon ulkopuolisia planeettoja", sanoi Esposito. "Uudet mallilaskelmamme selittävät, kuinka kierrätyksen sisällyttäminen voi pidentää renkaiden ja kuukausien ikää."
Voyager- ja Galileo-avaruusoperaatioiden havainnot osoittivat erilaisia renkaita, jotka ympäröivät jokaista jättiläinen planeettaa, mukaan lukien Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptune. Renkaat sekoitetaan kussakin tapauksessa pienten kuukausien kanssa.
"On selvää, että pienet kuut eivät vain veistä renkaita painovoimansa kautta, vaan ovat myös renkaan materiaalin vanhempia", sanoi Esposito. "Jokaisessa rengassysteemissä tuhoavat prosessit, kuten hionta, tummeneminen ja leviäminen, toimivat niin nopeasti, että renkaiden on oltava paljon nuorempia kuin planeetat, joita ne ympyröivät."
Espositon ja Colwellin 1990-luvulta peräisin olevat numeeriset mallit osoittivat ”törmäyskaskadin”, jossa planeetan kuut murtuvat pienemmiksi kuukausiksi asteroidien tai komeettojen iskiessa. Sitten fragmentit murskataan hiukkasten muodostamiseksi uusiksi renkaiksi. Itse renkaat hiotaan myöhemmin pölyksi, joka pyyhkäisee pois.
Mutta Colwellin mukaan ”Jotkut renkaat muodostavista sirpaleista voivat olla uudelleenakrytoituneita sen sijaan, että ne olisi jauhettu pölylle. Uudet todisteet osoittavat, että jotkut roskat ovat kertyneet kuihin tai kuukautisiin sen sijaan, että ne katoavat törmäyserosion kautta. "
"Tämä prosessi on edennyt nopeasti", sanoi Esposito. ”Tyypillinen rengas on alle muutama sata miljoonaa vuotta, silmänräpäyksessä verrattuna planeetoihin, jotka ovat 4,5 miljardia vuotta vanhoja. Luonnollisesti herää kysymys, miksi renkaita on edelleen olemassa, jotta ne voidaan kuvata niin kunniassa käymällä ihmisten avaruusaluksilla, jotka ovat viime aikoina saapuneet näyttämölle ”, hän sanoi.
"Vastaus näyttää todennäköisesti olevan kosminen kierrätys", sanoi Esposito. Joka kerta kun kuu tuhoutuu kosmisen vaikutuksen kautta, suuri osa vapautetusta materiaalista vangitaan muille läheisille kuukausille. Nämä kierrätetyt kuut ovat pääosin rauniokokoelmia, mutta kierrättämällä materiaalia pienten kuukausien läpi, rengasjärjestelmän elinikä voi olla pidempi kuin alun perin ajattelimme. ”
Esposito ja entinen LASP-tutkimuskumppani Robin Canup, joka on nyt Lounais-tutkimusinstituutin Boulder-haara, osoittivat tietokonemallinnuksen avulla, että pienemmät fragmentit voivat vangita muut järjestelmän kuut. "Ilman tätä kierrätystä renkaat ja kuut ovat pian poissa", sanoi Esposito.
Mutta kun kierrätys lisääntyy, käyttöikä on pidempi, Esposito sanoi. Kun suurin osa materiaalista kierrätetään, kuten näyttää siltä, että tapahtuu useimmissa renkaissa, käyttöikä pidentyy suurella tekijällä.
"Vaikka nyt näkemämme yksittäiset renkaat ja kuut ovat lyhytaikaisia, ilmiö jatkuu miljardeja vuosia Saturnuksen ympärillä", Esposito sanoi. "Aiemmissa laskelmissa ei otettu huomioon muiden kuukausien yhteisiä vaikutuksia laajentamalla renkaiden pysyvyyttä talteen ottamalla ja kierrättämällä rengasmateriaalia."
Esposito, Cassini-avaruusaluksen 12 miljoonan dollarin suuruisen spektrografin päätutkija, joka saapuu Saturnukseen heinäkuussa 2004, aikoo tarkastella tarkkaan kilpailun tuhoamis- ja uudelleen sieppausprosesseja Saturnuksen F-renkaassa vahvistaakseen ja kvantifioidaksesi tämän selityksen. Esposito löysi F-renkaan käyttämällä tietoja NASA: n Voyager 2 -operaatiosta ulko planeetoille, joka käynnistettiin vuonna 1978.
Alkuperäinen lähde: Coloradon yliopiston lehdistötiedote
