Kan du forestille dig solsystemet uden Saturns ringe? Kan du forestille dig Jorden på det tidspunkt, hvor dinosaurerne strejfe om planeten? Ifølge et nyt papir kan de to have været sammenfaldende.
Data fra Cassini-missionen viser, at Saturns ringe muligvis kun er 10 til 100 millioner år gamle. De har måske ikke været der i dinosaurernes regeringsperiode og kan faktisk være en ret moderne udvikling i vores solsystem.
Cassini indsamlede disse data i løbet af sine endelige kredsløb omkring Saturn i 2017, 13 år efter ankomsten til gasgiganten. Da det løb tør for brændstof, sendte Cassini-teamet rumfartøjet i en serie af 22 supernære bane mellem Saturn og dets ringe, 2600-3900 km (1600-2400 miles) over skyetoppene. Dataene fra disse dyk førte forskere til dette nye tidsskøn for Saturns ringe.
”Kun ved at komme så tæt på Saturn i Cassinis endelige bane kunne vi samle målingerne for at gøre de nye opdagelser.”
Undersøg hovedforfatter Luciano Iess, Cassini radiovidenskabsteam, Sapienza Universitet i Rom.
I 6 af de 22 tætte kredsløb etablerede Cassini en radioforbindelse med Jorden. Ved at overvåge dette link var forskerne i stand til at bestemme Saturns tyngdefelt og massen af dets ringe. De nye tidsskøn er baseret på disse data, og resultaterne blev offentliggjort i et papir med titlen "Måling og implikationer af Saturns tyngdekraftfelt og ringemasse."
Før disse dybe dykk var Cassini altid uden for ringene, hvilket betyder, at enhver tyngdepålesning var kombinationer af Saturns masse og ringenes masse. Ved at dykke ind imellem planeten og dens ringe var Cassini i stand til at adskille Saturns tyngdekraft fra ringene, hvilket muliggjorde en måling af ringenes masse.
Som det nye papir siger: ”Den indvendige struktur i Saturn, dybden af dets vinde og massen og alderen på dets ringe begrænser dens dannelse og udvikling.” Cassini blev i det mindste delvist sendt til Saturn for at forstå, hvordan alle disse faktorer passer sammen. Papiret fortsætter med at sige, "Tyngdekraftsmålinger ved Saturn kan bruges til at bestemme ringenes masse, som er relateret til deres alder ved dynamiske og sammensatte dateringsmetoder."
Dette papir, ledet af Cassini-radiovidenskabsteammedlem Luciano Iess, fra Sapienza Universitet i Rom, fokuserede kun på ring A, B og C. Massen af de andre meget mindre ringe blev betragtet som ubetydelig.
”Kun ved at komme så tæt på Saturn i Cassinis endelige bane, var vi i stand til at samle målingerne for at gøre de nye opdagelser,” sagde hovedforfatter Luciano Iess. "Og med dette arbejde opfylder Cassini et grundlæggende mål for sin mission: ikke kun at bestemme ringenes masse, men til at bruge informationen til at forfine modeller og bestemme ringernes alder."
Hvordan fortæller massen af Saturns ringe os deres alder?
Forskere ved allerede, at der er en forbindelse mellem massen af Saturns ringe og deres alder. Jo lavere ringene er, jo yngre er de. Dette skyldes, at ringene er lyse og for det meste lavet af is. I løbet af en lang periode ville de være forurenet med snavs og mørklagt, hvilket indikerede en større alder. For at være ældre skulle de også være meget mere massiv for at have overlevet så længe. De kan ikke være både gamle og lyse. Så nu, hvor forskere har en bedre beregning af ringenes masse, kan de estimere alderen mere præcist.
Dette skøn over ringernes alder er i modstrid med tidligere undersøgelser baseret på Cassini-data. En undersøgelse fra 2008 antydede, at ringene er milliarder af år gamle. I årenes løb gjorde andre undersøgelser en lignende sag. Men indtil nu havde ingen undersøgelser de nøjagtige massemålinger at arbejde med.
Problemet med, hvordan ringene er dannet, forbliver stadig. Det nye bevis på unge ringe giver troværdighed til teorier, som de dannede fra en komet, der vandrede for tæt og blev revet i stykker af Saturns tyngdekraft - eller af en begivenhed, der brød en tidligere generation af iskolde måner op.
”For yngre ringe kræver det en komet eller en centaur (en af en gruppe af små, iskolde genstande), eller måske endda en måne, der bevæger sig for tæt på Saturn. Saturns tyngdekraft ville bryde den genstand sammen, og derefter ville de resterende bits fortsætte med at danne ringe, ”forklarede Linda Spilker, Nasa's Cassini-projektforsker, i 2017.
Man troede længe, at ringene var milliarder af år gamle og dannede kort efter, at Saturn gjorde det. Men når forskere arbejder med problemet, og når vi får bedre og bedre data, falder den opfattelse væk. Det ser mere og mere ud som om noget kom for tæt på Saturn i den nylige fortid og brød fra hinanden og dannede ringe.
Hvor meget vejer Saturns ringe?
Ifølge disse nye målinger er massen af Saturns ringe (1,54 ± 0,49) × 1019 kg, eller ca. 15,4 sextillion kg. Så ringene har en masse omkring halvdelen af Saturns månemimas. Bare så du har noget interessant at sige ved din næste cocktailfest.
Kilder:
- Forskningsartikel: Måling og implikationer af Saturns tyngdekraftfelt og ringemasse
- Pressemeddelelse: NASAs Cassini Data Show Saturns Rings Relatively New
- BBC News: Cassini antyder i ung alder for Saturns ringe
- Wikipedia: Ringe af Saturn
- Space Magazine: Saturns ringe kan være milliarder af år gamle
