Αυτή ήταν η άποψη του Cassini από την τροχιά γύρω από τον Κρόνο στις 2 Ιανουαρίου 2010. Σε αυτήν την εικόνα, οι δακτύλιοι στη νυχτερινή πλευρά του πλανήτη έχουν λαμπρυνθεί σημαντικά για να αποκαλύψουν πιο καθαρά τα χαρακτηριστικά του. Την ημέρα, οι δακτύλιοι φωτίζονται τόσο από το άμεσο ηλιακό φως όσο και από το φως που αντανακλάται από τα σύννεφα του Κρόνου. Αυτή η όψη φυσικού χρώματος είναι μια σύνθεση εικόνων που λαμβάνονται υπό ορατό φως με την κάμερα στενής γωνίας του διαστημικού σκάφους Cassini σε απόσταση περίπου 2,3 εκατομμυρίων χιλιομέτρων (1,4 εκατομμυρίων μιλίων) από τον Κρόνο. Το διαστημόπλοιο Cassini ολοκλήρωσε την αποστολή του στις 15 Σεπτεμβρίου 2017. Credit: ASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
While no human could ever have seen Saturn without its rings, in the time of the dinosaurs, the planet may not yet have acquired its iconic accessories – and future Earth dwellers may again know a world without them.
Three recent studies by scientists at NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley examine data from NASA’s Cassini mission and provide evidence that Saturn’s rings are both young and ephemeral – in astronomical terms, of course.
The new research looks at the mass of the rings, their “purity,” how quickly incoming debris is added, and how that influences the way the rings change over time. Put those elements together, and one can get a better idea of how long they’ve been around and the time they’ve got left.
Although all four giant planets have ring systems, Saturn’s is by far the most massive and impressive. Scientists are trying to understand why by studying how the rings have formed and how they have evolved over time. Three recent studies by NASA researchers and their partners provide evidence that the rings are a relatively recent addition to Saturn and that they may last only another few hundred million years. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
The rings are almost entirely pure ice. Less than a few percent of their mass is non-icy “pollution” coming from micrometeoroids, such as asteroid fragments smaller than a grain of sand. These constantly collide with the ring particles and contribute debris to the material circling the planet. The rings’ age has been hard to pin down, because scientists hadn’t yet quantified this bombardment in order to calculate how long it must have been going on.
Now, one of the three new studies[1] δίνει μια καλύτερη ιδέα για τον συνολικό ρυθμό άφιξης του μη παγωμένου υλικού και επομένως πόσο θα έπρεπε να έχει «μολύνει» τους δακτυλίους από τον σχηματισμό τους. Αυτή η έρευνα, με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, Boulder, δείχνει επίσης ότι τα μικρομετεωροειδή δεν φτάνουν τόσο γρήγορα όσο νόμιζαν οι επιστήμονες, πράγμα που σημαίνει ότι η βαρύτητα του Κρόνου μπορεί να τραβήξει το υλικό πιο αποτελεσματικά προς τους δακτυλίους. Αυτές οι γραμμές αποδεικτικών στοιχείων αθροίζονται για να λένε ότι οι δακτύλιοι δεν θα μπορούσαν να είχαν εκτεθεί σε αυτήν την κοσμική χαλαζόπτωση για περισσότερο από μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, ένα μικρό κλάσμα της ηλικίας των 4,6 δισεκατομμυρίων ετών του Κρόνου και του ηλιακού συστήματος.
Αυτό το συμπέρασμα υποστηρίζει το δεύτερο άρθρο,[2] με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα, το οποίο παίρνει διαφορετική οπτική γωνία για το συνεχές σφυροκόπημα των δακτυλίων από μικρούς διαστημικούς βράχους. Οι συγγραφείς της μελέτης εντόπισαν δύο πράγματα που έχουν παραμεληθεί σε μεγάλο βαθμό στην έρευνα. Συγκεκριμένα, εξέτασαν τη φυσική που διέπει τη μακροπρόθεσμη εξέλιξη των δακτυλίων και διαπίστωσαν ότι δύο σημαντικά στοιχεία είναι ο βομβαρδισμός των μικρομετεωριτών και ο τρόπος με τον οποίο τα συντρίμμια από αυτές τις συγκρούσεις κατανέμονται μέσα στους δακτυλίους. Λαμβάνοντας υπόψη αυτούς τους παράγοντες, δείχνει ότι οι δακτύλιοι θα μπορούσαν να έχουν φτάσει τη σημερινή τους μάζα σε μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν επίσης ότι επειδή είναι τόσο νέοι, πιθανότατα σχηματίστηκαν όταν ασταθείς βαρυτικές δυνάμεις μέσα στο σύστημα του Κρόνου κατέστρεψαν μερικά από τα παγωμένα φεγγάρια του.
«Η ιδέα ότι οι εμβληματικοί κύριοι δακτύλιοι του Κρόνου θα μπορούσαν να είναι ένα πρόσφατο χαρακτηριστικό του ηλιακού μας συστήματος ήταν αμφιλεγόμενη», είπε ο Jeff Cuzzi, ερευνητής του Ames και συν-συγγραφέας μιας από τις πρόσφατες εργασίες, «αλλά τα νέα μας αποτελέσματά μας ολοκληρώνουν ένα trifecta του Μετρήσεις Cassini που κάνουν αυτό το εύρημα δύσκολο να αποφευχθεί.» Ο Cuzzi υπηρέτησε επίσης ως διεπιστημονικός επιστήμονας της αποστολής Cassini για τους δακτυλίους του Κρόνου.
Ο Κρόνος, λοιπόν, μπορεί να υπήρχε για περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν πάρει τη σημερινή του εμφάνιση. Αλλά πόσο ακόμα μπορείτε να βασιστείτε στο να αθλείστε τα όμορφα δαχτυλίδια που γνωρίζουμε σήμερα;
Η αποστολή Cassini διαπίστωσε ότι οι δακτύλιοι χάνουν γρήγορα μάζα, καθώς υλικό από τις πιο εσωτερικές περιοχές πέφτει στον πλανήτη. ο τρίτος ρόλος,[3] με επικεφαλής επίσης το Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα, ποσοτικοποιεί για πρώτη φορά πόσο γρήγορα το υλικό του δακτυλίου ταξιδεύει προς αυτή την κατεύθυνση και τα μετεωροειδή, πάλι, παίζουν ρόλο. Οι συγκρούσεις τους με τα υπάρχοντα σωματίδια δακτυλίου και ο τρόπος με τον οποίο εκτοξεύονται τα συντρίμμια που προκύπτουν συνδυάζονται για να δημιουργήσουν ένα είδος κινούμενης μεταφορικής ταινίας που μεταφέρει υλικό δακτυλίου προς τον Κρόνο. Υπολογίζοντας τι σημαίνει όλος αυτός ο τράνταγμα των σωματιδίων για την τελική του κατάρρευση στον πλανήτη, οι ερευνητές καταλήγουν σε μερικά δύσκολα νέα για τον Κρόνο: Μπορεί να χάσει τους δακτυλίους του τα επόμενα εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
«Νομίζω ότι αυτά τα αποτελέσματα μας λένε ότι ο συνεχής βομβαρδισμός όλων αυτών των ξένων συντριμμιών όχι μόνο μολύνει τους πλανητικούς δακτυλίους, αλλά θα πρέπει επίσης να τους μειώσει με την πάροδο του χρόνου», δήλωσε ο Paul Estrada, ερευνητής του Ames και συν-συγγραφέας και των τριών μελετών. “Μπορεί[{” attribute=””>Uranus’ and
References:
“Micrometeoroid infall onto Saturn’s rings constrains their age to no more than a few hundred million years” by Sascha Kempf, Nicolas Altobelli, Jürgen Schmidt, Jeffrey N. Cuzzi, Paul R. Estrada and Ralf Srama, 12 May 2023,