I 1655 blev astronom Christiaan Huygens den første person til at observere det smukke ringsystem, der omgiver Saturn. Og selvom de bestemt er de mest spektakulære, har astronomer siden opdaget, at alle gas- og isgiganterne i solsystemet (dvs. Jupiter, Saturn, Uranus og Neptune) har deres eget ringe-system.
Disse systemer har forblevet en kilde til fascination for astronomer, stort set fordi deres oprindelse stadig er noget af et mysterium. Men takket være en nylig undersøgelse af forskere fra Tokyo Institute of Technology og Kobe University, kan oprindelsen af disse ringe muligvis løses. I henhold til deres undersøgelse er ringene stykker af dværgplaneter, der blev revet bort i forbigående, som derefter blev revet i stykker!
Denne undersøgelse kunne hjælpe med at løse mange af de brændende spørgsmål om ringsystemerne omkring vores systems gigantiske planeter samt detaljer om solsystemets fortid. Af hensyn til deres undersøgelse - med titlen "Ringformation omkring gigantplaneter ved tidevandsforstyrrelse af et enkelt passerende stort Kuiper Belt-objekt" - overvejede det japanske forskerhold et antal faktorer.
For det første overvejede man mangfoldigheden af de forskellige ringsystemer i vores solsystem. For eksempel er Saturns ringe massive (ca. 100.000 billioner kg!) Og sammensat overvældende (90-95%) vandis. I modsætning hertil er de langt mindre massive ringe af Uranus og Neptune sammensat af mørkere materiale og antages at have større procentdel af stenet materiale i sig.
For at kaste lys over dette, kiggede teamet til Nice Model - en teori om dannelse af solsystemet, der siger, at gasgiganten vandrede til deres nuværende placering under det lette tunge bombardement. Denne periode fandt sted for mellem 4 og 3,8 milliarder år siden og var kendetegnet ved et uforholdsmæssigt stort antal asteroider fra det transneptuniske rum, der rammer planeter i det indre solsystem.
De overvejede derefter andre nylige modeller af dannelse af solsystemet, som antyder, at gigantplaneterne oplevede tæt møde med genstande af Pluto-størrelse i denne periode. Fra dette udviklede de teorien om, at ringene kunne være et resultat af, at nogle af disse objekter blev fanget og revet fra hinanden af gasgiganternes tyngdekraft. For at teste denne teori udførte de en række computersimuleringer for at se, hvad der ville ske i disse tilfælde.
Som Ryuki Hyodo - en forsker ved Institut for Planetologi, Kobe University og hovedforfatteren på papiret - fortalte Space Magazine via e-mail:
”Vi udførte to simuleringer. Først ved hjælp af SPH (glattet partikel-hydrodynamik) -simuleringer undersøgte vi tidevandsforstyrrelse af genstande i Pluto-størrelse under de tætte møder med gigantiske planeter og beregnet mængden af fragmenter, der er fanget omkring gigantiske planeter. Vi fandt nok masse / fragmenter til at forklare, at nuværende ringe er fanget. Derefter udførte vi den langsigtede udvikling af den fangede masse / fragmenter ved hjælp af N-body-simuleringer. Vi fandt, at de fangede fragmenter kan kollidere hinanden med ødelæggelse og danne tynde ækvatoriale cirkulære ringe omkring kæmpe planeter. ”
Resultaterne af disse simuleringer var i overensstemmelse med massen af ringsystemerne observeret omkring Saturn og Uranus. Dette omfattede de indre regulære satellitter på begge planeter - hvilket også ville have været produktet af de tidligere møder med KBO'er. Den redegjorde også for forskellene i ringenes sammensætning og viser, hvordan planetens Roche-grænser kan påvirke, hvilken slags materiale der effektivt kan indfanges.
Denne undersøgelse er især vigtig, fordi den giver verificerbar dokumentation for et af de varige mysterier i vores solsystem. Og som Hyodo påpeger, kunne det komme til en god hjælp, når det er tid til at undersøge ekstrasolplanet-systemer.
”Vores teori antydede, at vi i fortiden havde to mulige epoker til at danne ringe,” sagde han. ”Den ene er under planetens akkretionsfase, og den anden er under det sene tunge bombardement. Vores model kan naturligvis også anvendes til andre planetariske systemer. Så vores teori forudsiger, at eksoplaneter også har massive ringe omkring sig. ”
I mellemtiden kan nogle synes ideen om, at ringsystemer er ligene på Dværgplaneter, der er besværlige. Men jeg tror, vi alle kan være enige, a Soylent Green hentydning er måske bare lidt over toppen!
