Dokážete si představit sluneční soustavu bez Saturnových prstenců? Dokážete si představit Zemi v době, kdy se po planetě potulovali dinosauři? Podle nového dokumentu se oba mohli shodovat.
Údaje z Cassini mise ukazuje, že Saturnovy prstence mohou být staré pouze 10 až 100 milionů let. Možná tam nebyly za vlády dinosaurů a ve skutečnosti může jít o docela moderní vývoj v naší sluneční soustavě.
Cassini shromáždila tato data během svých posledních obletů kolem Saturnu v roce 2017, 13 let po příletu k plynnému obrovi. Když jí došlo palivo, vyslal tým Cassini kosmickou loď na sérii 22 velmi blízkých oběžných drah mezi Saturnem a jeho prstenci, 2600-3900 km (1600-2400 mil) nad vrcholky mraků. Údaje z těchto ponorů vedly vědce k tomuto novému odhadu věku Saturnových prstenců.
'Pouze tím, že jsme se dostali tak blízko k Saturnu na posledních drahách Cassini, jsme byli schopni shromáždit měření, abychom mohli učinit nové objevy.'
Hlavní autor studie Luciano Iess, vědecký tým rádia Cassini, Univerzita Sapienza v Římě.
Na 6 z 22 blízkých obletů Cassini navázala rádiové spojení se Zemí. Sledováním tohoto spojení byli vědci schopni určit gravitační pole Saturnu a hmotnost jeho prstenců. Nové odhady věku jsou založeny na těchto datech a výsledky byly publikovány v dokumentu s názvem „ Měření a důsledky gravitačního pole Saturnu a hmoty prstence .'
Sestřih snímků Saturnových prstenců a různých měsíců z Cassini. Poděkování: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Před těmito hlubokými ponory byla Cassini vždy mimo prstence, což znamená, že jakékoli gravitační údaje byly kombinací hmotnosti Saturnu a hmotnosti prstenců. Ponořením se mezi planetu a její prstence Cassini dokázala oddělit gravitaci Saturnu od prstenců, což umožnilo změřit hmotnost prstenců.
Jak říká nový článek: 'Vnitřní struktura Saturnu, hloubka jeho větrů a hmotnost a stáří jeho prstenců omezují jeho formování a vývoj.' Cassini byla vyslána k Saturnu, alespoň částečně, aby pochopila, jak do sebe všechny tyto faktory zapadají. Článek dále říká: 'Měření gravitace na Saturnu lze použít k určení hmotnosti prstenců, která souvisí s jejich stářím pomocí dynamických a kompozičních datovacích metod.'
Tento článek, vedený členem týmu rádiové vědy Cassini Lucianem Iessem z univerzity Sapienza v Římě, se zaměřil pouze na prstence A, B a C. Hmotnost ostatních mnohem menších prstenců byla považována za zanedbatelnou.
Snímek Saturnových prstenců z Cassini. Studie měřila hmotnost tří největších prstenců, A, B a C. Image Credit: NASA/JPL/Space Science Institute
'Jen díky tomu, že jsme se dostali tak blízko k Saturnu na posledních drahách Cassini, jsme byli schopni shromáždit měření, abychom mohli učinit nové objevy,' řekl hlavní autor Luciano Iess. 'A touto prací Cassini naplňuje základní cíl svého poslání: nejen určit hmotnost prstenců, ale použít informace k upřesnění modelů a určení stáří prstenců.'
Jak nám hmotnost Saturnových prstenců říká jejich věk?
Vědci již vědí, že mezi hmotou existuje spojení Saturnovy prstence a jejich věku. Čím nižší je hmotnost prstenců, tím jsou mladší. Je to proto, že prsteny jsou světlé a většinou jsou vyrobeny z ledu. Po dlouhé době by se kontaminovaly troskami a ztmavly, což naznačuje vyšší věk. Aby byli starší, museli by být mnohem masivnější, aby přežili tak dlouho. Nemohou být zároveň staří a bystrí. Takže nyní, když vědci mají lepší výpočet hmotnosti prstenců, mohou přesněji odhadnout stáří.
Tento odhad stáří prstenců jde proti dřívějším studiím založeným na datech Cassini. A studie z roku 2008 navrhl, že prstence jsou miliardy let staré. V průběhu let provedly další studie podobný případ. Ale až dosud žádná studie neměla přesná měření hmotnosti, se kterými by mohla pracovat.
Snímek Saturnových prstenců z Hubbleova vesmírného dalekohledu. Tmavá Cassini Division odděluje široký vnitřní prostor B prsten a vnější Prsten. Ty méně výrazné C prsten je právě uvnitř prstence B. Obrazový kredit: NASA, ESA a E. Karkoschka (University of Arizona)
Problém, jak se prstence tvořily, stále zůstává. Nové důkazy o mladých prstencích propůjčují důvěryhodnost teoriím, že vznikly z komety, která se zatoulala příliš blízko a byla roztržena gravitací Saturnu – nebo událostí, která rozbila dřívější generaci ledových měsíců.
'Pro mladší prstence by to vyžadovalo kometu nebo kentaura (jeden ze skupiny malých, ledových objektů) nebo možná dokonce měsíc pohybující se příliš blízko Saturnu. Gravitace Saturnu by tento objekt rozbila a zbývající části by pak pokračovaly ve vytváření prstenců,“ vysvětlila Linda Spilker, vědecká pracovnice projektu Cassini z NASA v roce 2017.
Dlouho se mělo za to, že prstence byly miliardy let staré a vznikly krátce po Saturnovi. Ale jak vědci na problému pracují a jak získáváme lepší a lepší data, tento pohled opadává. Stále více to vypadá, jako by se něco v nedávné minulosti dostalo příliš blízko k Saturnu a rozlomilo se a vytvořilo prstence.
Kolik váží Saturnovy prstence?
Podle těchto nových měření je hmotnost Saturnových prstenců (1,54 ± 0,49) × 1019kg, nebo asi 15,4 sextilion kg. Takže prstence mají hmotnost přibližně poloviční než Saturnův měsíc Mimas. Jen abyste měli něco zajímavého říct na vaší příští koktejlové párty.
Prameny:
- Výzkumný papír: Měření a důsledky gravitačního pole Saturnu a hmoty prstence
- Tisková zpráva: Data Cassini NASA ukazují, že prstence Saturnu jsou relativně nové
- BBC novinky: Cassini v mladém věku naznačuje Saturnovy prstence
- Wikipedie: Saturnovy prstence
- Vesmír dnes: Saturnovy prstence mohou být staré miliardy let