Saturns måne Mimas er den mindste af gasgigantens store måner. (Saturn har 62 måner, men nogle af dem er små måner, der er mindre end 1 km i diameter.) To nye undersøgelser viser, hvordan Mimas fungerede som en slags sneplog, der udvider Cassini-opdelingen mellem Saturns ringe.
Saturns ikoniske ringe adskiller den fra andre planeter i solsystemet. Der er ingen videnskabelig enighed om, hvordan de præcist dannede sig. Teori siger, at de dannede sig tidligt i solsystemets historie, mens data fra Cassini-missionen antyder, at de dannede meget senere, måske under dinosaurernes regeringsperiode. Data fra Cassinis såkaldte Grand Finale viser, at ringene er 200 millioner år gamle eller yngre. Men selvom deres historie er usikker, ved vi stadig, hvad de er sammensat af: de er næsten al vandis, med nogle klippebiter.
De kaldes Saturns ringe, fordi der er flere ringe adskilt af hulrum, der kaldes divisioner. Den største, mest synlige kløft kaldes Cassini-divisionen. Det er i mellem hvad der kaldes A-ringen og B-ringen, og opdelingen er ca. 4.800 km (3.000 mi) bred.
Der er to nye undersøgelser, der hjælper med at forklare, hvordan Cassini-divisionen blev oprettet og udvidet. Den første er "dannelse af Cassini-divisionen - I. Formning af ringene ved Mimas indadvandring" og den anden er "dannelse af Cassini-divisionen - II. Mulige historier om Mimas og Enceladus. ” Begge blev offentliggjort i juni 2019 månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society. De er begge af den samme gruppe forfattere fra forskningsinstitutter i Frankrig.
Undersøgelserne viser, at månen Mimas har fungeret som en sneplov og skubbet partiklerne, der udgør A- og B-ringe fra hinanden, og udvidet Cassini-divisionen til sin nuværende 4800 km bredde. Det gør dette gennem orbital resonans.
Den inderste kant af Cassini-divisionen kaldes Huygens Gap. Is- og klippepartiklerne i Huygens Gap i den indre kant af Cassini-divisionen er i en 2: 1-kredsløbsresonans med Mimas. Det betyder, at for hver af Mimas 'kredsløb, drejer disse partikler sig to gange. Som et resultat trækker Mimas gentagne gange på disse partikler på tyngdekraften og tvinger dem til kredsløb uden for spalten. Som en sneplov.
En månes naturlige tendens er at migrere væk fra sin værtsplanet. Kun værtsplanetens tyngdekraft kan holde det i skak. Men i Mimas 'tilfælde skete der noget andet, der fik den til at migrere indad med op til 9.000 km og i processen udvide kløften til halvdelen af denne afstand. Kun et energitab kunne have forårsaget Mimas 'indvandring.
Forskerne siger, at Mimas ville have været nødt til at miste energi ved at varme op, hvilket igen ville have smeltet månens indre is og svækket skorpen. Men nu, hvor Cassini-rumfartøjet har givet os så fremragende udsigter over Mimas overflade, passer dette scenarie ikke. Mimas 'overflade viser stadig tegn på gamle påvirkninger, som ikke skulle være der, hvis skorpen var blevet svækket.
Forskerholdet har en anden hypotese, der involverer en anden af Saturns måner, Enceladus. Enceladus er bemærkelsesværdig, fordi det har et hav under jorden, som også blev opdaget af Cassini-rumfartøjet. I henhold til denne hypotese mistede både Mimas og Enceladus energi gennem orbital resonans. Dette ville have opvarmet begge måner og skabt havoverfladen. Imidlertid er denne hypotese ubekræftet, især da eksistensen af et underjordisk hav på Mimas aldrig er blevet bevist. (Overfladen viser ingen tegn på en.)
Det, der er klart, er, at Mimas er begyndt at migrere udad igen. Ifølge beregningerne i disse papirer vil Cassini-divisionen om cirka 40 millioner år være væk.
Denne undersøgelse kan have nogle fascinerende konsekvenser for studiet af eksoplaneter. Ifølge forfatterne, når astronomer finder eksoplaneter med ringstrukturer omkring dem, kan det betyde tilstedeværelsen af måner. Og hvis der er måner der, kan de godt have havoverfladen. Og måske i disse oceaner livet.
Kilder:
- Pressemeddelelse: Saturns måne Mimas, en sneplo i planetens ringe
- Forskningsartikel: Dannelse af Cassini-divisionen - I. Forme ringene ved Mimas indvandring
- Forskningsartikel: Formation of Cassini Division - II. Mulige historier om Mimas og Enceladus
- Forskningsartikel: Tidevandets implikationer på Mimas-havhypotesen
- Space Magazine: Cassini Rumfartøj Bekræfter Undergrund Overfladen Ocean på Enceladus
- NASA: Mimas i dybden
