Jakie tajemnice skrywają pierścienie Saturna? Dlaczego zmyliły naukowców?
Pierścienie Saturna są wyjątkowe. Mogą być znacznie starsze, niż myślano do tej pory.
Saturn to ciekawa planeta, którą bardzo łatwo zapamiętać. Wszystko przez jej charakterystyczne pierścienie. Te – jak się okazuje – mogą być dużo starsze niż zakładano od wielu lat.
Wiek pierścieni był sporą zagadką, ponieważ ich wygląd sugeruje, że powstały dość niedawno. Jak więc jest naprawdę? Co mówią najnowsze badania?
Ciekawostki o pierścieniach Saturna
Saturn to szósta od Słońca planeta Układu Słonecznego, druga po Jowiszu pod względem masy i wielkości. Ten gazowy olbrzym wyróżnia się nie tylko rozmiarem, ale także swoimi charakterystycznymi pierścieniami. Te składają się głównie z lodu i w mniejszej ilości z odłamków skalnych.
Nie jest to jedyna planeta, która posiada pierścienie, jednak zdecydowanie te od Saturna są najbardziej wyraziste i „czyste”. W przypadku Neptuna i Urana pierścienie są bardzo delikatne, wręcz prawie niewidoczne.
Trudno wyobrazić sobie istnienie Saturna bez jego charakterystycznych pierścieni. Te od lat są też zagadką dla naukowców z całego świata. W przeszłości sugerowano, że w czasach, gdy dinozaury chodziły po Ziemi, Saturn mógł istnieć w Układzie Słonecznym jako planeta bez pierścieni. Według poprzednich teorii pierścienie miały mieć od 100 do 400 milionów lat. Nowe badania mówią, że są nie tylko starsze, ale nawet tak stare jak sama planeta, a więc powstały miliardy lat temu.
Wiek i czystość pierścieni
16 grudnia w czasopiśmie Nature Geoscience pojawił się artykuł poruszający temat Saturna. Ważna jest tutaj kwestia nie tylko wieku pierścieni, ale również tego, że są one wyjątkowe i „czyste” względem innych obiektów tego typu. O co chodzi?
Kiedy sonda Cassini dotarła do Saturna w 2004 roku, odkryła, że pierścienie wydają się stosunkowo jasne i czyste. Także wtedy zasugerowano, że wiek pierścieni wynosi od od 100 do 400 milionów lat. Dla porównania, dinozaury pojawiły się na Ziemi około 230 milionów lat temu. Oznaczałoby to, że Saturn jeszcze nie posiadał swojego najbardziej charakterystycznego elementu w czasach, gdy po naszej planecie chodziły ogromne gady.
Ryuki Hyodo, planetolog z Instytutu Nauki w Tokio, uważa jednak, że:
Pomysł, że pierścienie Saturna są młode, wydaje się dziwny w kontekście długiej historii ewolucji Układu Słonecznego. Jeśli byłyby młode, oznaczałoby to, że powstały w czasie, gdy Układ Słoneczny był już stabilny i uporządkowany.
Sam Saturn powstał około 4,5 miliarda lat temu lub w okresie tzw. późnego wielkiego bombardowania około 4 miliardów lat temu.
Naukowcy w przeszłości założyli, że pierścienie Saturna są dużo młodsze prawdopodobnie przez to, że są czyste i pozbawione pyłu. Przyjęto, że gdyby powstały wcześniej, dziś pokryte byłyby duża ilością zanieczyszczeń.
Hyodo i jego zespół postanowili zbadać, czy istnieje jakieś wyjaśnienie „młodego” wyglądu tak starych pierścieni. Przeprowadzili symulację, która miała pokazać, co się dzieje, gdy cząsteczka pyłu uderza z dużą prędkością w lód w zimnej próżni kosmosu. Takie zderzenia odbywają się z prędkością około 108 000 km/h.
Badania wykazały, że te szybkie kolizje generują temperatury przekraczające 9 725°C, powodując odparowanie mikrometeorytów. Gaz powstały w wyniku tego procesu rozszerza się, chłodzi i kondensuje w polu magnetycznym Saturna, tworząc naładowane jony i mikroskopijne cząsteczki.
- ZOBACZ – Nowe badania mówią, że tego nigdy nie było na Wenus. Naukowcy: „to smutne, że tak nie jest”
Co dzieje się z takimi cząsteczkami? Te albo zostają wciągnięte do atmosfery planety, albo opuszczają jej pole grawitacyjne. Niewielka ilość pozostaje na pierścieniach, ale jest na tyle nieznaczna, że te wciąż wyglądają na „czyste”. Nie oznacza to jednak, że są młode, co podkreśla sam Hyodo.
Co dalej?
Planetolog podkreśla, że nowe badanie nie obala wyników Cassini, ale sugeruje, że ich interpretacja mogła być błędna.
Sądzę, że pierścienie Saturna są bardzo stare – mają około 4,5 do 4 miliardów lat. Dla planetologa badającego formowanie się Układu Słonecznego nasze wyniki wydają się bardziej naturalne.
Jeśli przyjmiemy, że pierścienie są dużo starsze, wyjaśnienie ich powstania staje się prostsze. Układ Słoneczny był znacznie bardziej chaotyczny miliardy lat temu, co zwiększało prawdopodobieństwo zdarzeń, takich jak kolizje asteroid lub protoplanet, które mogły wytworzyć chmury odłamków formujących pierścienie.
Choć hipoteza Japończyka jest ciekawa, wymaga dalszych badań.
Prowadzę zespoły naukowe w ramach kilku japońskich misji badawczych, w tym potencjalnej misji dedykowanej badaniu pierścieni Saturna z bliska. Taka misja mogłaby pozwolić nam na obserwację zderzeń mikrometeorytów lub zebranie dowodów pośrednich, które pomogłyby ustalić wiek pierścieni.
Źródła: https://www.nature.com/articles/s41561-024-01598-9
https://www.space.com/the-universe/saturn/saturns-rings-could-be-much-older-than-scientists-first-thought
https://www.sciencealert.com/saturns-fresh-looking-rings-could-be-as-old-as-the-solar-system-itself
