Dodano: 19 grudzień 2018r.

Saturn traci swoje pierścienie szybciej niż sądzono

Nowe badania NASA potwierdzają, że Saturn traci swoje pierścienie w szybkim tempie. Pomiary wykonane kilkadziesiąt lat temu przez sondy Voyager oraz dane pozyskane z misji sondy Cassini pozwoliły na dokładne ustalenie, jak szybko rozpadają się pierścienie najbardziej charakterystycznej planety Układu Słonecznego.

 

Kiedy sondy Voyager w listopadzie 1980 i sierpniu 1981 roku pierwszy raz przeleciały obok Saturna przesłały na Ziemię dane wskazujące na to, że materiał, który tworzy pierścienie, opada na planetę. Na podstawie tych danych naukowcy oszacowali kilka scenariuszy destrukcji pierścieni. Po porównaniu ich z danymi pozyskanymi przez sondę Cassini okazuje się, że destrukcja charakterystycznych pierścieni Saturna przybrała najgorszy możliwy scenariusz.

Naukowcy z NASA przyznali, że Saturn traci swoje pierścienie w bardzo szybkim tempie. Oczywiście mówimy tu o szybkim tempie w kategoriach planetarnych. Pierścienie mogą rozpaść się i zniknąć w ciągu zaledwie 100 milionów lat.

Badania na temat szybkości rozpadu pierścieni Saturna ukazały się na łamach pisma „Icarus”.

 

 - Szacujemy, że ten „deszcz z pierścieni” w ciągu pół godziny pozbawia pierścienie taką ilość wody, która mogłaby wypełnić basen olimpijski - powiedział James O'Donoghue z NASA Goddard Space Flight Center i dodał, że połączenie informacji sprzed dekad z obserwacjami z sondy Cassini pozwoliło astronomom dokładnie obliczyć, jak szybko rozpadają się pierścienie Saturna. - Pierścienie mają przed sobą mniej niż 100 milionów lat. To stosunkowo krótki czas w porównaniu do wieku Saturna, który przekracza 4 miliardy lat – zaznaczył główny autor publikacji.

Wskazówki dotyczące deszczu z materii pierścieni zostały po raz pierwszy zaobserwowane w niektórych dziwnych zjawiskach widzianych przez sondy Voyager. Badacze zaobserwowali wówczas pewne dziwne zmiany w jonosferze Saturna, zmiany gęstości w samych pierścieniach i trzy ciemne pasma w atmosferze Saturna.

Początkowo uważano, że zjawiska te nie są ze sobą powiązane. Dopiero w późniejszych pracach naukowych zaproponowano, że te ciemne pasma zostały spowodowane cząstkami lodu z pierścieni Saturna. Kiedy elektrycznie naładowana materia z pierścieni wejdzie w kontakt z górną warstwą atmosfery Saturna, cząstki lodu wyparują i powstanie warstwa mgły, która następnie jest widoczna jako ciemne pasma.

Pierścienie Saturna to w większości kawałki lodu wodnego o różnych rozmiarach, od mikroskopijnych ziaren pyłu po głazy o średnicy kilku metrów. Tworzące pierścienie części lodu są przyciągane przez grawitację planety, ale równoważy to ich prędkość orbitalna, która utrzymuje je na orbicie. Małe cząsteczki mogą zostać naładowane elektrycznie promieniowaniem ultrafioletowym pochodzącym ze Słońca lub przez obłoki plazmy pochodzące z bombardowania pierścieni przez mikrometeoroidy. Drobinki lodowe, które zyskały ładunek elektryczny, mogą poczuć przyciąganie pola magnetycznego Saturna, co zakłóca delikatną równowagę, a grawitacja Saturna ściąga je wzdłuż linii pola magnetycznego do górnej atmosfery.

Jeśli chodzi o zmiany jonosfery, są one również związane z deszczem materii z pierścieni. Naładowane cząstki oddziałują chemicznie z jonosferą Saturna, tworząc kationy triwodorowe o przedłużonej trwałości, które świecą w podczerwieni. Zespół był w stanie zobaczyć te świecące pasma podczerwieni na Saturnie i dopasować je do szacowanego opadu.

Badanie dostarczyło także dowodów na rozwiązanie kolejnej zagadki: kiedy i jak pojawiły się pierścienie Saturna. Naukowcy przez długi czas zastanawiali się, czy Saturn powstał z pierścieniami, czy też planeta zyskała je w późniejszym okresie. Nowe badania dodają wagi tej drugiej hipotezie wskazując, że jest mało prawdopodobne, aby pierścienie były starsze niż 100 milionów lat. Uczeni oszacowali, że 100 milionów lat trwałby proces, który doprowadziłby pierścień C do obecnego wyglądu. Zakładając oczywiście że był kiedyś tak gęsty jak pierścień B.

- Mamy szczęście, że żyjemy w tym samym czasie, co system pierścieni Saturna, który wydaje się być w połowie swojego istnienia. Jeśli pierścienie są tymczasowe, być może właśnie przegapiliśmy gigantyczne systemy pierścieniowe Jowisza, Urana i Neptuna, które obecnie posiadają jedynie cienkie kółeczka - stwierdził O'Donoghue.

 

Źródło: NASA Goddard Space Flight Center, fot. NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute