Hvorfor har Saturn ringer rundt seg?

SaturnSlående ringer gjør det til et av de vakreste gjenstandene for stjernekikkere å plukke ut i himmelen. Det fantastiske ringsystemet er synlig selv gjennom et lite teleskop, selv om det ikke er med mye detalj. Den beste utsikten har kommet fra romskip, som Voyagers, og Cassini-oppdragene. Fra disse nære møtene har planetforskere fått mye informasjon som hjelper til med å belyse opprinnelsen, bevegelsene og evolusjonen til Saturns ringer.

Viktige takeaways

Gjennom et teleskop ser ringene til Saturn nesten solide ut. Noen tidlige astronomer, som Jean-Dominique Cassini, var i stand til å identifisere hvordan det så ut som "gap" eller brudd i ringene. Den største av disse ble oppkalt etter den berømte astronomen, Cassini-divisjonen. Først trodde folk pausene var tomme områder, men romfartsutsikter fra 1900-tallet viste at de også var fylt med materiale.

Det er seks store ringregioner. De viktigste er A-, B- og C-ringene. De andre, D (den nærmeste), E, ​​F og G er mye svakere. Et kart over ringene viser dem i følgende rekkefølge, starter like over overflaten av Saturn og beveger seg utover: D, C, B, Cassini Division, A, F, G og E (den fjerneste). Det er også en såkalt "Phoebe" -ring som er samme avstand som måne Phoebe. Ringene er navngitt alfabetisk i henhold til rekkefølgen de ble oppdaget.

Ringene er brede og tynne, med de bredeste strekker seg opp til 282 000 kilometer fra planeten, men bare noen få titalls meter tykke de fleste steder. Det er tusenvis av ringer i systemet, hver består av milliarder av isbiter som kretser rundt planeten. Ringpartiklene er i stor grad laget av veldig rene vann is. De fleste stykker er ganske små, men noen er på størrelse med fjell eller til og med små byer. Vi kan se dem fra Jorden fordi de er lyse og reflekterer mye sollys.

Ringpartikler holdes på plass ved gravitasjonsinteraksjoner med hverandre og med små måner innebygd i ringene. Disse "gjeter-satellittene" rir flokk på ringpartiklene.

Mens forskere alltid har visst at Saturn har ringer, vet de ikke hvor lenge ringene har eksistert og når de ble til. Det er to hovedteorier.

I mange år antok forskere at planeten og ringene ble tidlig i historien til solsystemet. De trodde ringene var skapt av eksisterende materialer: støvpartikler, steinete asteroider, kometer og store isblokker.

Denne teorien holdt på å svinge til de første romfartutforskningene som ble gjort av Voyager-oppdragene fra 1981. Bilder og data viste endringer i ringene, også over korte tidsperioder. Cassini-oppdraget ga ytterligere informasjon som forskere fremdeles analyserer, noe som indikerer at ringpartikler går tapt over korte tidsperioder. En annen ledetråd om ringenes alder kommer fra den veldig rene vann-is-sammensetningen av partiklene. Forskere hevder at dette betyr at ringene er mye, mye yngre enn Saturn. Eldre ispartikler ville bli mørklagt av støv over tid. Hvis det er sant, kan det hende at ringene vi ser nå ikke stammer fra Saturns opprinnelse.

Alternativt kan det nåværende ringsystemet ha blitt opprettet da en måne på størrelse med Mimas forvillet seg for nær Saturn for rundt 200 millioner år siden og gikk i stykker, på grunn av Saturns enorme tyngde. De resulterende brikkene ville da falt i bane rundt Saturn, og skapt ringene vi ser i dag. Det er mulig at dette månesammenbruddsscenariet har spilt ut mange ganger i løpet av planeten på 4,5 milliarder år. Ringene vi ser i dag er bare det nyeste settet, i henhold til denne teorien.

Det er også mulig at en veldig tidlig "Titan-lignende" verden kunne ha vært involvert i opprettelsen av ringene, og dannet et system som var mye større og mer massivt enn de som er sett i dag.

Visste du?

Uansett hvordan de dannet seg, fortsetter Saturns ringer å endre seg over tid, og få materiale etter hvert som mindre gjenstander vandrer for nær. Basert på data samlet inn under Cassini-oppdrag, mener forskere at ringene tiltrekker interplanetalt støv, noe som hjelper til med å fylle på materialer som går tapt over tid. Aktivitet i ringene fra gjetermånene forårsaker også endringer i ringene.

Forskere har en rekke teorier om hvordan de nåværende ringene kan spre seg, men de fleste er enige om at de sannsynligvis ikke vil vare så lenge. Nye ringer skulle bare dannes hvis noe kom nær nok til å bli revet i stykker. Andre mindre partikler, selv om de er gjord av de nærliggende månene, kan spre seg ut til verdensrommet og gå tapt for systemet. Når månene selv vandrer utover, vil ringpartiklene de "besetning" spre seg ut.

Partikler kunne "regne" inn i Saturn, eller spre seg til verdensrommet. I tillegg bombardement av og kollisjoner med meteoroider kunne slå partikler ut av bane. Over tid kan disse handlingene føre til at ringene mister masse og til slutt forsvinner helt. Cassini-data peker på ideen om at de nåværende ringene kan være noen hundre millioner år gamle på det høyeste. De kan bare vare ytterligere hundre millioner år før de forsvinner ut i verdensrommet eller ut i planeten. Det betyr at Saturns ringer er flyktige sammenlignet med planeten selv, og at planeten kunne hatt mange sett med ringer ettersom mindre verdener vandret for nært over Saturns levetid.

Én ting forskere er enige om - tid betyr forskjellige ting for levetiden til en planet, og vi vil kunne sette pris på Saturns fantastiske ringer i mange årtusener mer.

Grossman, Lisa. "Saturns Rings Might Be Shredded Moons." Vitenskapsnytt for studenter, 24. januar 2018.

"Hvor tykke er Saturns ringer?" Referansepult, Hubblesite.

"Saturn". NASA, 25. april 2019.

Steigerwald, Bill. "NASA Research avslører Saturn mister sine ringer til 'Worst-Case-Scenario' rate." Nancy Jones, NASA, 17. desember 2018, Greenbelt, Maryland.