Dlaczego Saturn ma wokół niego pierścienie?

SaturnUderzające pierścienie sprawiają, że jest to jeden z najpiękniejszych obiektów dla obserwatorów nieba na niebie. Wspaniały system pierścieni jest widoczny nawet przez mały teleskop, choć nie z dużą ilością szczegółów. Najlepsze widoki pochodzą ze statków kosmicznych, takich jak Voyagers i misje Cassini. W wyniku tych bliskich spotkań planetolodzy uzyskali wiele informacji, które pomagają wyjaśnić pochodzenie, ruchy i ewolucję pierścieni Saturna.

Kluczowe dania na wynos

Przez teleskop pierścienie Saturna wyglądają prawie solidnie. Niektórzy wczesni astronomowie, tacy jak Jean-Dominique Cassini, byli w stanie zidentyfikować coś, co wyglądało jak „luki” lub pęknięcia w pierścieniach. Największy z nich został nazwany na cześć słynnego astronoma, Cassini Division. Początkowo ludzie uważali, że przerwy były pustymi obszarami, ale widoki statków kosmicznych z XX wieku pokazały, że są one również wypełnione materiałem.

Istnieje sześć głównych regionów pierścieniowych. Głównymi są pierścienie A, B i C. Pozostałe, D (najbliższe), E, ​​F i G są znacznie słabsze. Mapa pierścieni pokazuje je w następującej kolejności, zaczynając tuż nad powierzchnią Saturna i poruszając się na zewnątrz: D, C, B, Cassini Division, A, F, G i E (najodleglejsze). Istnieje również tak zwany pierścień „Phoebe”, który jest w tej samej odległości co księżyc Phoebe. Pierścienie są nazwane alfabetycznie zgodnie z kolejnością ich odkrycia.

Pierścienie są szerokie i cienkie, z najszerszymi rozciągającymi się na odległość do 282 000 kilometrów (175 000 mil) od planety, ale w większości miejsc mają grubość zaledwie kilkudziesięciu stóp. W systemie są tysiące pierścieni, z których każdy składa się z miliardów kawałków lodu, które krążą wokół planety. Cząstki pierścienia są w dużej mierze bardzo czyste woda lód. Większość elementów jest dość mała, ale niektóre są wielkości gór, a nawet małych miast. Widzimy je z Ziemi, ponieważ są jasne i odbijają dużo światła słonecznego.

Cząstki pierścienia są utrzymywane na miejscu przez oddziaływania grawitacyjne ze sobą oraz z małymi księżycami osadzonymi w pierścieniach. Te „satelity pasterskie” jeżdżą na stadzie na cząstkach pierścienia.

Chociaż naukowcy zawsze wiedzieli, że Saturn ma pierścienie, nie wiedzą, jak długo istniały pierścienie i kiedy powstały. Istnieją dwie główne teorie.

Przez wiele lat naukowcy zakładali, że planeta i jej pierścienie powstały na początku historii Ziemi Układ Słoneczny. Wierzyli, że pierścienie zostały utworzone z istniejących materiałów: cząstek pyłu, skalistych asteroid, komet i dużych głazów lodowych.

Ta teoria obowiązywała do pierwszych eksploracji statków kosmicznych dokonanych przez misje Voyager od 1981 roku. Obrazy i dane pokazują zmiany w pierścieniach, nawet w krótkich okresach czasu. Misja Cassini dostarczyła dodatkowe informacje, które naukowcy wciąż analizują, wskazując, że cząsteczki pierścienia giną w krótkich okresach czasu. Kolejna wskazówka na temat wieku pierścieni pochodzi z bardzo czystego składu cząstek lodu. Naukowcy twierdzą, że oznacza to, że pierścienie są znacznie, dużo młodsze niż Saturn. Starsze cząstki lodu z czasem ciemnieją od pyłu. Jeśli to prawda, to pierścienie, które teraz widzimy, mogą nie pochodzić z początków Saturna.

Alternatywnie, obecny system pierścieni mógł zostać utworzony, gdy księżyc wielkości Mimasa zbliżył się zbyt blisko Saturna około 200 milionów lat temu i rozpadł się, z powodu ogromnego Saturna powaga. Powstałe w ten sposób kawałki spadłyby na orbitę wokół Saturna, tworząc pierścienie, które widzimy dzisiaj. Możliwe, że ten scenariusz rozpadu księżyca rozgrywał się wiele razy w ciągu 4,5 miliarda lat życia planety. Pierścienie, które widzimy dzisiaj, są tylko najnowszym zestawem, zgodnie z tą teorią.

Możliwe jest również, że bardzo wczesny „podobny do Tytana” świat mógł być zaangażowany w tworzenie pierścieni, tworząc system o wiele większy i bardziej masywny niż te, które widzimy dzisiaj.

Czy wiedziałeś?

Bez względu na to, jak powstały, pierścienie Saturna zmieniają się z czasem, zdobywając materiał, gdy mniejsze obiekty wędrują zbyt blisko. Na podstawie danych zebranych podczas Misja Cassininaukowcy uważają, że pierścienie przyciągają pył międzyplanetarny, który pomaga uzupełniać utracone z czasem materiały. Aktywność księżyców pasterskich w pierścieniach powoduje również zmiany w pierścieniach.

Naukowcy mają wiele teorii na temat tego, jak obecne pierścienie mogą się rozproszyć, ale większość zgadza się, że prawdopodobnie nie potrwa to długo. Nowe pierścienie powstają tylko wtedy, gdy coś zbliży się na tyle, aby się rozerwać. Inne mniejsze cząstki, podczas gdy są gromadzone przez pobliskie księżyce, mogą rozprzestrzeniać się w kosmos i ginąć w systemie. Gdy same księżyce migrują na zewnątrz, cząstki pierścieniowe, które „stado” rozprzestrzeniają.

Cząsteczki mogą „padać” na Saturna lub rozpraszać się w kosmos. Ponadto bombardowanie i kolizje z meteoroidy może zrzucić cząstki z orbity. Z czasem działania te mogą spowodować utratę masy pierścieni i ostatecznie całkowite zniknięcie. Dane Cassiniego wskazują na pomysł, że obecne pierścienie mogą mieć najwyżej kilkaset milionów lat. Mogą przetrwać kolejne sto milionów lat, zanim rozproszą się w kosmos lub na planetę. Oznacza to, że pierścienie Saturna są efemeryczne w porównaniu z samą planetą, i że planeta mogła mieć wiele zestawów pierścieni, ponieważ mniejsze światy wędrowały zbyt blisko w ciągu życia Saturna.

Jedno, co naukowcy się zgadzają - czas oznacza różne rzeczy w życiu planety, a my będziemy mogli docenić oszałamiające pierścienie Saturna przez wiele tysiącleci.

Grossman, Lisa. „Pierścienie Saturna mogą być zniszczonymi księżycami”. Wiadomości naukowe dla studentów, 24 stycznia 2018 r.

„Jak grube są pierścienie Saturna?” Referencje, Hubblesite.

"Saturn." NASA, 25 kwietnia 2019 r.

Steigerwald, Bill. „NASA Research ujawnia, że ​​Saturn traci pierścienie w tempie„ najgorszego scenariusza ”.” Nancy Jones, NASA, 17 grudnia 2018 r., Greenbelt, Maryland.