Miksi Saturnuksella on renkaita sen ympärillä?

SaturnusSilmiinpistävät renkaat tekevät siitä yhden kauneimmista esineistä, joita tähtiäyttelijät voivat poimia taivaalta. Upea rengasjärjestelmä on näkyvissä jopa pienen kaukoputken kautta, vaikkakaan ei kovinkaan yksityiskohtaisesti. Parhaat näkymät ovat saapuneet avaruusaluksista, kuten Voyagers, ja Cassini-operaatioista. Näistä läheisistä kohtaamisista planeetta-tutkijat ovat saaneet paljon tietoa, joka auttaa valaisemaan Saturnin renkaiden alkuperää, liikkeitä ja kehitystä.

Avainsanat

Kaukoputken kautta Saturnuksen renkaat näyttävät melkein kiinteiltä. Jotkut varhaiset tähtitieteilijät, kuten Jean-Dominique Cassini, pystyivät tunnistamaan, mitkä näyttivät "aukkoina" tai rengasrikkoina. Suurin näistä nimettiin kuuluisan tähtitieteilijän, Cassini-divisioonan, perusteella. Aluksi ihmisten mielestä tauot olivat tyhjiä alueita, mutta 1900-luvun avaruusalusten näkymät osoittivat, että myös ne olivat täynnä materiaalia.

Suuria rengasalueita on kuusi. Tärkeimmät niistä ovat A-, B- ja C-renkaat. Muut, D (lähin), E, ​​F ja G ovat paljon heikompia. Renkaiden kartta näyttää ne seuraavassa järjestyksessä, alkaen juuri Saturnuksen pinnan yläpuolelta ja siirtyen ulospäin: D, C, B, Cassini-osasto, A, F, G ja E (kaukana). Mukana on myös ns. Phoebe-rengas, joka on sama etäisyys kuin kuu Phoebe. Renkaat on nimetty aakkosjärjestyksessä sen mukaan, missä ne löydettiin.

Renkaat ovat leveät ja ohuet, ja leveimmät ulottuvat jopa 282 000 kilometriin (175 000 mailia) planeetalta, mutta useimmissa paikoissa vain muutaman kymmenen metrin paksuisina. Järjestelmässä on tuhansia renkaita, joista jokainen koostuu miljardeista bitistä jäätä, jotka kiertävät planeettaa. Rengaspartikkelit on valmistettu pääosin erittäin puhdasta vesi jäätä. Useimmat palat ovat melko pieniä, mutta jotkut ovat vuorten tai jopa pienten kaupunkien kokoisia. Voimme nähdä ne maapallolta, koska ne ovat kirkkaita ja heijastavat paljon auringonvaloa.

Rengaspartikkelit pidetään paikoillaan gravitaatiovuorovaikutuksella toistensa kanssa ja renkaisiin upotettujen pienten kuukoneiden kanssa. Nämä "paimennussatelliitit" ajavat karjaa rengashiukkasilla.

Vaikka tutkijat ovat aina tienneet, että Saturnuksella on renkaat, he eivät tiedä kuinka kauan renkaat ovat olleet olemassa ja milloin ne syntyivät. On olemassa kaksi pääteoriaa.

Monien vuosien ajan tutkijat olettivat, että planeetta ja sen renkaat syntyivät aikaisin maailman historiaan aurinkokunta. He uskoivat, että renkaat on luotu olemassa olevista materiaaleista: pölyhiukkasista, kivisistä asteroideista, komeetoista ja suurista jäänkiveistä.

Tämä teoria pysyi vauhdissa, kunnes Voyager-operaatiot aloittivat vuonna 1981 ensimmäiset avaruusalusten etsinnät. Kuvat ja tiedot osoittivat muutoksia renkaissa, jopa lyhyinä ajanjaksoina. Cassini-operaatio antoi lisätietoja, joita tutkijat vielä analysoivat, osoittaen, että rengashiukkaset ovat kadonneet lyhyinä ajanjaksoina. Toinen vihje renkaiden iästä tulee hiukkasten erittäin puhtaasta vesijäämeikistä. Tutkijat väittävät, että tämä tarkoittaa, että renkaat ovat paljon, paljon nuorempia kuin Saturnus. Pöly tummentaa vanhempia jäähiukkasia ajan myötä. Jos se on totta, niin nyt näkemämme renkaat eivät välttämättä juurikaan ole Saturnuksen alkuperää.

Vaihtoehtoisesti nykyinen rengasjärjestelmä on voitu luoda, kun Mimas-kokoinen kuu kulki liian lähellä Saturnia noin 200 miljoonaa vuotta sitten ja hajosi Saturnuksen valtavan määrän vuoksi painovoima. Tuloksena olevat palat olisivat sitten laskeneet kiertoradalle Saturnin ympärillä, luomalla renkaat, joita näemme tänään. On mahdollista, että tämä kuuhajoamisskenaario on pelannut useita kertoja planeetan 4,5 miljardin vuoden elinkaaren aikana. Tämänpäiväiset renkaat ovat tämän teorian mukaan vain viimeisin sarja.

On myös mahdollista, että hyvin varhainen "Titanin kaltainen" maailma olisi voinut osallistua renkaiden luomiseen muodostaen järjestelmän, joka on paljon suurempi ja massiivisempi kuin nykyään nähty.

Tiesitkö?

Saturnuksen renkaat muuttuvat ajan myötä riippumatta siitä, miten ne muodostuivat, jolloin materiaalia saatiin pienempien esineiden vaeltaessa liian lähelle. Perustuu vuoden aikana kerättyihin tietoihin Cassini-tehtävä, tutkijoiden mielestä renkaat houkuttelevat planeettojen välistä pölyä, mikä auttaa lisäämään ajan myötä menetettyjä materiaaleja. Paimennuskuukausien aktiivisuus renkaissa aiheuttaa myös muutoksia renkaissa.

Tutkijoilla on useita teorioita siitä, kuinka nykyiset renkaat saattavat hajota, mutta useimmat ovat yhtä mieltä siitä, etteivät ne todennäköisesti kestä kovin kauan. Uusia renkaita muodostuisi vain, jos jotain menisi tarpeeksi lähelle repeytymään. Muut pienemmät hiukkaset, vaikka ne sijaitsevat lähellä olevien kuukautojen suojaamana, saattavat levitä avaruuteen ja kadota järjestelmään. Kun kuut itse muuttuvat ulospäin, rengaspartikkelit, joita he "karjaavat", leviävät.

Hiukkaset voivat "sataa" Saturniin tai hajottaa avaruuteen. Lisäksi pommitukset ja törmäykset niiden kanssa meteoroids voisi lyödä hiukkasia kiertoradalta. Ajan myötä nämä toimet saattavat aiheuttaa renkaiden menettää massaa ja lopulta katoavat kokonaan. Cassinin tiedot viittaavat ajatukseen, että nykyiset renkaat voivat olla korkeintaan muutama sata miljoonaa vuotta vanhoja. He voivat kestää vain vielä sadan miljoonan vuoden ennen kuin ne leviävät avaruuteen tai planeetalle. Se tarkoittaa, että Saturnuksen renkaat ovat lyhytaikaisia ​​verrattuna itse planeettaan, ja että planeetalla olisi voinut olla monia rengasryhmiä pienempien maailmojen kulkiessa liian lähellä Saturnuksen elinaikanaan.

Yhdessä asiassa tutkijat ovat yhtä mieltä - aika tarkoittaa erilaisia ​​asioita planeetan elinaikana, ja pystymme arvostamaan Saturnuksen upeita renkaita vielä vuosituhansien ajan.

Grossman, Lisa. "Saturnuksen renkaat saattavat olla silputut kuut." Tiedeuutisia opiskelijoille, 24. tammikuuta 2018.

"Kuinka paksut ovat Saturnuksen renkaat?" Referenssipöytä, Habblesite.

"Saturnus." NASA, 25. huhtikuuta 2019.

Steigerwald, Bill. "NASA: n tutkimus paljastaa, että Saturnus on menettämässä renkaitaan huonoimman tapauksen mukaan". Nancy Jones, NASA, 17. joulukuuta 2018, Greenbelt, Maryland.