Voitteko kuvitella aurinkokunnan ilman Saturnuksen renkaita? Voitko kuvitella Maata silloin, kun dinosaurukset vaelsivat planeettaa? Uuden lehden mukaan nämä kaksi ovat saattaneet olla samat.
Cassini-operaation tiedot osoittavat, että Saturnuksen renkaat voivat olla vain 10–100 miljoonaa vuotta vanhoja. Niitä ei ehkä ole ollut siellä dinosaurusten hallinnan aikana, ja ne voivat tosiasiassa olla melko nykyaikainen kehitys aurinkokuntamme.
Cassini keräsi nämä tiedot viimeisillä kiertoradallaan Saturnuksen ympärillä vuonna 2017, 13 vuotta saapumisensa jälkeen kaasujättilään. Kun polttoainetta loputtiin, Cassini-joukkue lähetti avaruusaluksen 22 super-läheisen kiertoradan joukkoon Saturnin ja sen renkaiden välillä, 2600-3900 km (1600-2400 mailia) pilvikorkojen yläpuolella. Näiden sukellusten tiedot johtivat tutkijat tähän Saturni-renkaiden uuden ikäennusteen.
"Ainoa saavuttamalla niin lähellä Saturnusta Cassinin viimeisillä kiertoradalla pystyimme keräämään mittaukset uusien löytöjen tekemistä varten."
Opinnon pääkirjailija Luciano Iess, Cassini-radiotieteiden ryhmä, Rooman Sapienza-yliopisto.
Kuudessa 22 läheisestä kiertoradasta Cassini perusti radiosiden Maahan. Tarkkailemalla tätä yhteyttä, tutkijat pystyivät määrittämään Saturnin painovoimakentän ja sen renkaiden massan. Uudet ikä-arviot perustuvat kyseisiin tietoihin, ja tulokset julkaistiin julkaisussa, jonka otsikko on ”Saturnuksen painovoimakentän ja rengasmassan mittaus ja vaikutukset”.
Ennen näitä syviä sukelluksia Cassini oli aina renkaiden ulkopuolella, mikä tarkoittaa, että kaikki painovoimalukemat olivat Saturnuksen massan ja renkaiden massan yhdistelmiä. Sukeltamalla planeetan ja sen renkaiden välille, Cassini pystyi erottamaan Saturnuksen painovoiman renkaista, jolloin rengasten massa oli mitattavissa.
Kuten uudessa lehdessä sanotaan: "Saturnuksen sisärakenne, tuulen syvyys ja renkaiden massa ja ikä rajoittavat sen muodostumista ja kehitystä". Cassini lähetettiin Saturnukseen ainakin osittain ymmärtämään, kuinka nämä kaikki tekijät sopivat yhteen. Artikkelissa jatketaan: "Saturnuksen painovoimamittauksia voidaan käyttää määrittämään renkaiden massa, joka liittyy niiden ikään dynaamisilla ja koostumuksellisilla menetelmillä."
Tämä artikkeli, jota johti Cassini-radiotieteiden ryhmän jäsen Luciano Iess, Rooman Sapienza-yliopistosta, keskittyi vain renkaisiin A, B ja C. Muiden paljon pienempien renkaiden massaa pidettiin vähäpätöisenä.
"Vain saapumalla niin lähelle Saturnusta Cassinin viimeisellä kiertoradalla pystyimme keräämään mittaukset uusien löytöjen tekemiseksi", sanoi pääkirjailija Luciano Iess. "Ja tällä työllä Cassini täyttää tehtävänsä keskeisen tavoitteen: paitsi määrittää rengasten massa, myös käyttää tietoja hienosäätää malleja ja määrittää renkaiden ikä."
Kuinka Saturnuksen sormusten massa kertoo heidän ikänsä?
Tutkijat tietävät jo, että Saturnuksen renkaiden massan ja heidän ikänsä välillä on yhteys. Mitä pienempi renkaiden massa, sitä nuoremmat ne ovat. Tämä johtuu siitä, että renkaat ovat kirkkaita ja valmistettu pääosin jäästä. Pitkän ajanjakson ajan ne olisivat saastuneet roskista ja tummenneet, mikä merkitsee suurempaa ikää. Lisäksi ollakseen vanhempia, heidän piti olla paljon massiivisempia selviytyäkseen niin kauan. He eivät voi olla sekä vanhoja että kirkkaita. Joten nyt, kun tutkijoilla on paremmat laskelmat renkaiden massasta, he voivat arvioida iän tarkemmin.
Tämä arvio rengasten iästä on ristiriidassa aiempien Cassini-tietoihin perustuvien tutkimusten kanssa. Vuonna 2008 tehdyn tutkimuksen mukaan renkaat ovat miljardeja vuosia vanhoja. Vuosien mittaan muut tutkimukset tekivät samanlaisen tapauksen. Mutta toistaiseksi yhdelläkään tutkimuksella ei ollut tarkkoja massamittauksia, joiden kanssa työskennellä.
Ongelma siitä, miten renkaat muodostuivat, on edelleen olemassa. Uusi todiste nuoreista renkaista antaa uskoa teorioille, jotka muodostuivat komeetalta, joka vaelsi liian lähelle ja oli Saturnan painovoiman repeämä - tai tapahtumasta, joka hajotti aikaisemman jäisen kuun sukupolven.
”Nuorempiin renkaisiin se vaatii komeetta tai kentaurin (yksi pienten, jäisten esineiden ryhmästä) tai ehkä jopa kuun, joka liikkuu liian lähellä Saturnia. Saturnuksen painovoima hajottaa objektin ja sitten jäljellä olevat bitit muodostuvat renkaiksi ”, selitti Nasa's Cassini -projektitutkija Linda Spilker vuonna 2017.
Kauan ajateltiin, että renkaat olivat miljardeja vuosia vanhoja, ja muodostuivat pian Saturnuksen jälkeen. Mutta kun tutkijat työskentelevät ongelman parissa ja kun saamme parempaa ja parempaa tietoa, kyseinen näkemys katoaa. Se näyttää yhä siltä, että jotain pääsi liian lähelle Saturnia viime aikoina ja hajosi, muodostaen renkaat.
Kuinka paljon Saturnuksen renkaat painavat?
Näiden uusien mittausten mukaan Saturnin renkaiden massa on (1,54 ± 0,49) × 1019 kg, tai noin 15,4 sukupolvea kg. Joten renkaiden massa on noin puolet Saturnuksen kuu-Mimasin massasta. Vain niin, että sinulla on jotain mielenkiintoista sanottavaa seuraavassa cocktailjuhlissa.
Lähteet:
- Tutkimuspaperi: Saturnuksen painovoimakentän ja rengasmassan mittaus ja vaikutukset
- Lehdistötiedote: NASA: n Cassini Data Show Saturnuksen renkaat ovat suhteellisen uusia
- BBC News: Cassini vihjaa nuorena Saturnuksen renkaisiin
- Wikipedia: Saturnuksen renkaat
- Space Magazine: Saturnuksen renkaat voivat olla miljardeja vuosia vanhoja
