Billedkredit: NASA / JPL
Ny forskning fra University of Colorado viser, hvordan genanvendelse af materiale kan forlænge levetiden for et ringsystem, såsom dem omkring Jupiter, Saturn, Neptune og Uranus. Det antages nu, at de er bunker med løst opsamlet murbrokker, der trækker materiale ud af ringene og derefter fodrer det tilbage, når de kolliderer med et andet objekt. NASAs Cassini-rumfartøj er nu på vej til Saturn og bør give flere detaljer, når det ankommer i juli 2004.
Selvom ringe omkring planeter som Jupiter, Saturn, Uranus og Neptune er relativt kortvarige, indebærer nye beviser for, at genanvendelse af kredsende affald kan forlænge levetiden for sådanne ringe, ifølge forskere fra University of Colorado.
Stærkt bevis tyder nu på, at små måner nær de gigantiske planeter som Saturn og Jupiter er i det væsentlige bunker af murbrokker, sagde Larry Esposito, en professor ved CU-Boulders laboratorium for atmosfærisk og rumfysik. Disse re-sammensatte små kroppe er kilden til materiale til planetarier.
Tidligere beregninger fra Esposito og LASP Research Associate Joshua Colwell viste den korte levetid for sådanne måner antyder, at solsystemet er næsten ved slutningen af ringetiden. ”Disse filosofisk ubehagelige resultater beskriver muligvis ikke vores solsystem og de ringe, der kan omringe kæmpe ekstrasolplaneter,” sagde Esposito. ”Vores nye beregninger af modeller forklarer, hvordan inkludering af genanvendelse kan forlænge levetiden for ringe og måner.”
Observationer fra rumrejserne Voyager og Galileo viste en række ringe, der omgiver hver af de gigantiske planeter, herunder Jupiter, Saturn, Uranus og Neptune. Ringerne blandes i begge tilfælde med små måner.
”Det er tydeligt, at de små måner ikke kun skulpturer ringe gennem deres tyngdekraft, men også er forældrene til ringmaterialet,” sagde Esposito. "I hvert ringsystem fungerer destruktive processer som slibning, mørkning og spredning så hurtigt, at ringene skal være meget yngre end planeterne, de cirkler."
Numeriske modeller af Esposito og Colwell fra 1990'erne viste en "kollisionskaskade", hvor en planetens måner opdeles i mindre måner, når de ramtes af asteroider eller kometer. Fragmenterne knuses derefter til dannelse af partiklerne i nye ringe. Selve ringene formales derefter til støv, der fejes væk.
Men ifølge Colwell, “Nogle af fragmenterne, der udgør ringe, kan muligvis genindtræffes i stedet for at blive malet til støv. Nye beviser viser, at noget affald er akkumuleret i måner eller måneblade snarere end at forsvinde gennem kollisionserosion. ”
”Denne proces er gået hurtigt,” sagde Esposito. ”Den typiske ring er yngre end et par hundrede millioner år, blinket i forhold til planeterne, der er 4,5 milliarder år gamle. Spørgsmålet opstår naturligvis, hvorfor der stadig findes ringe, som skal fotograferes i sådan herlighed ved at besøge menneskelig rumfartøj, der er ankommet for nylig på scenen, ”sagde han.
”Svaret synes nu sandsynligvis at være kosmisk genanvendelse,” sagde Esposito. Hver gang en måne ødelægges af en kosmisk påvirkning, fanges meget af det frigjorte materiale af andre nærliggende måner. Disse genbrugte måner er i det væsentlige samlinger af murbrokker, men ved at genanvende materiale gennem en række små måner kan ringsystemets levetid være længere end vi oprindeligt troede. ”
Esposito og tidligere LASP Research Associate Robin Canup, nu med Southwest Research Institute's Boulder filial, viste gennem computermodellering, at mindre fragmenter kan genfanges af andre måner i systemet. ”Uden denne genanvendelse er ringene og månerne snart væk,” sagde Esposito.
Men med mere genanvendelse er levetiden længere, sagde Esposito. Med det meste af materialet genanvendt, som det nu ser ud til at være tilfældet i de fleste ringe, forlænges levetiden med en stor faktor.
”Selvom de enkelte ringe og måner, vi nu ser, er flyktige, vedvarer fænomenet i milliarder af år omkring Saturn,” sagde Esposito. "Tidligere beregninger ignorerede de kollektive virkninger af de andre måner ved at udvide ringernes vedholdenhed ved at genindvinde og genanvende ringmateriale."
Esposito, den vigtigste efterforsker på en spektrograf på 12 millioner dollars på Cassini-rumfartøjet, der skulle ankomme til Saturn i juli 2004, vil se nøje på de konkurrerende processer med destruktion og genfangning i Saturns F-ring for at bekræfte og kvantificere denne forklaring. Esposito opdagede F-ringen ved hjælp af data fra NASAs Voyager 2-mission til de ydre planeter, der blev lanceret i 1978.
Original kilde: University of Colorado News Release
