Dokážete si představit sluneční soustavu bez Saturnových prstenů? Dokážete si představit Zemi v době, kdy se dinosauři toulali po planetě? Podle nového papíru se mohou oba shodovat.
Data z mise Cassini ukazují, že Saturnovy prsteny mohou být staré jen 10 až 100 milionů let. Možná tam za vlády dinosaurů nebyli a ve skutečnosti může jít o docela moderní vývoj v naší sluneční soustavě.
Cassini shromáždila tato data během svých posledních oběžných drah kolem Saturn v roce 2017, 13 let poté, co dorazila k plynovému obři. Když došel palivo, tým Cassini vyslal kosmickou loď na sérii 22 super blízkých 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 pro Saturnovy prsteny.
"Pouze díky tomu, že jsme se na závěrečných drahách Cassini dostali tak blízko Saturna, jsme dokázali shromáždit měření a provést nové objevy."
Vedoucí studie Luciano Iess, radiokomunikační tým Cassini, Sapienza University of Rome.
V 6 z 22 blízkých drah Cassini navázal rádiové spojení se Zemí. Sledováním tohoto spojení vědci dokázali určit Saturnovo gravitační pole a množství jeho prstenů. Odhady nového věku jsou založeny na těchto datech a výsledky byly zveřejněny v článku nazvaném „Měření a důsledky Saturnova gravitačního pole a hmotnosti prstence“.
Před těmito hlubokými ponory byla Cassini vždy mimo prsteny, což znamenalo, že gravitační odečty byly kombinací Saturnovy hmoty a hmotnosti prstenů. Tím, že se Cassini ponořil mezi planetu a její prsteny, dokázal oddělit Saturnovu gravitaci od prstenců, což umožnilo změřit hmotnost prstenů.
Jak uvádí nový článek: „Vnitřní struktura Saturn, hloubka jeho větru a hmotnost a věk prstenů omezují jeho vznik a vývoj.“ Cassini byl poslán do Saturn, alespoň částečně, aby pochopil, jak všechny tyto faktory spolu zapadají. Článek dále říká: „Měření gravitace v Saturn lze pomocí dynamických a kompozičních datovacích metod stanovit hmotnost prstenů, která souvisí s jejich věkem.“
Tento dokument vedený členem týmu radiotechnologie Cassini Luciano Iess z University of Sapienza v Římě, zaměřený pouze na prsteny A, B a C. Hmotnost dalších mnohem menších prstenů byla považována za zanedbatelnou.
"Pouze tím, že jsme se na závěrečných drahách Cassini dostali tak blízko Saturna, jsme dokázali shromáždit měření, abychom provedli nové objevy," řekl vedoucí autor Luciano Iess. "A touto prací Cassini plní základní cíl své mise: nejen určit hmotnost prstenů, ale také použít informace k upřesnění modelů a určení věku prstenů."
Jak nám říká Mše Saturnových prstenů svůj věk?
Vědci již vědí, že existuje souvislost mezi hmotností Saturnových prstenů a jejich věkem. Čím nižší je hmotnost prstenů, tím mladší jsou. Je to proto, že prsteny jsou světlé a většinou jsou vyrobeny z ledu. Po dlouhou dobu by se kontaminovaly trosky a ztmavly, což by naznačovalo vyšší věk. Také, aby byli starší, museli by být mnohem hmotnější, aby přežili tak dlouho. Nemohou být staré i jasné. Takže nyní, když vědci mají lepší výpočet hmotnosti prstenů, mohou odhadnout věk přesněji.
Tento odhad věku prstenů jde proti dřívějším studiím založeným na datech Cassini. Studie z roku 2008 naznačila, že prsteny jsou staré miliardy let. V průběhu let se podobné případy objevily i jiné studie. Až dosud však žádná studie neměla přesná měření hmotnosti, se kterými by bylo možné pracovat.
Problém, jak se vytvořily prsteny, stále přetrvává. Nový důkaz o mladých prstenech propůjčuje věrohodnost teoriím, které vytvořily z komety, která byla příliš blízko a roztrhaná Saturnovou gravitací - nebo událostí, která rozbila dřívější generaci ledových měsíců.
"Pro mladší prsteny by to vyžadovalo kometu nebo kentaura (jeden ze skupiny malých, ledových předmětů), nebo možná i měsíc, který by se pohyboval příliš blízko Saturn." Saturnova gravitace by tento předmět rozpadla a zbývající kousky by pak pokračovaly ve formování prstenů, “vysvětlila Linda Spilker, projektová vědkyně společnosti Nasa Cassini, v roce 2017.
Dlouho se myslelo, že prsteny byly miliardy let staré a vytvořily se krátce poté, co Saturn ano. Ale jak vědci pracují na problému a jak získáváme lepší a lepší údaje, tento pohled odpadá. Vypadá to, že se něco v poslední době příliš přiblížilo Saturnovi a rozpadlo se a vytvořilo prsteny.
Kolik saturnových prstenů váží?
Podle těchto nových měření je hmotnost Saturnových prstenů (1,54 ± 0,49) × 1019 kg, nebo asi 15,4 sextillion kg. Takže kruhy mají hmotnost asi polovinu hmotnosti Saturnova měsíce Mimas. Jen tak máte na zajímavém večírku něco zajímavého.
Zdroje:
- Výzkumný článek: Měření a důsledky Saturnova gravitačního pole a hmoty prstence
- Tisková zpráva: Data společnosti Cassini Data Show společnosti Saturn's Rings ukazují relativně nové
- BBC News: Cassini naznačuje v mladém věku Saturnovy prsteny
- Wikipedia: Rings of Saturn
- Space Magazine: Saturnovy prsteny mohou být miliardy let staré
