Cassini, mica navă spațială care ar putea să iasă în foc. Pentru următoarele patru luni, cea mai sofisticată sondă făcută vreodată va dansa în mod precar între Saturn și inelele ei înghețate, surprinzând imagini spectaculoase din această regiune niciodată explorată. În acest grandios final al călătoriei sale de 20 de ani, Cassini va atrage atenția asupra originilor a ceea ce este deja cel mai strălucitor - și mistificant - set de inele din sistemul solar.
Continut Asemanator
- Cassini trimite înapoi primele imagini din scufundările lui Saturn
- Bye Bye Cassini, sonda spațială tenace care a dezvăluit secretele lui Saturn
- Aflați noi imagini ale lui Saturn De pe ultima orbită a lui Cassini
Pentru astronomi, cel mai rezistent mister despre aceste inele este vârsta lor. Deși mult timp considerată străveche, în ultimii ani decrepitudinea lor a fost dezbătută, cu dovezi care sugerează o formare mai tinerească. Acum, cercetările noi susțin ideea că inelele lui Saturn au vechi de miliarde de ani - și nu de milioane de ani.
La un moment dat în istoria lui Saturn, un disc de praf și gaz în jurul lunii s-a agățat în inelele incredibile pe care le vedem astăzi. Unele dintre lunile care se aruncă și ies din acele inele s-ar fi putut forma din același material, ceea ce înseamnă că datarea acelor luni ne-ar putea ajuta cu zero la vârsta inelelor lui Saturn. Dar, potrivit noii cercetări, trei dintre acele luni interioare sunt mai vechi decât au presupus oamenii de știință - arătând o origine străveche și pentru inele.
„Este un puzzle foarte fain, pentru că totul este legat”, a spus Edgard Rivera-Valentin, la Observatorul Arecibo din Puerto Rico. În loc să se confrunte cu vârstele tuturor lunilor și inelelor, Rivera-Valentin își desfășoară treptat drumul prin provocare, pas cu pas. „Încerc să decupez o bucată” din puzzle, spune el.
În 2016, Rivera-Valentin a început să folosească noi modele de calculatoare pentru a examina istoria colisională a lunilor lui Saturn Iapetus și Rhea și a constatat că s-au format devreme în viața sistemului solar de 4, 6 miliarde de ani. Descoperirile sale, pe care le-a prezentat la conferința de științe lunare și planetare din Texas, în martie, susțin ideea că inelele lui Saturn sunt mai vechi decât credeam.
Pe lângă faptul că intrigă în sine, inelele și lunile lui Saturn pot oferi indicii pentru acele planete inelatoare de vânătoare din afara sistemului nostru solar. Până în prezent, a fost identificat doar un singur exoplanet care suna - ceea ce pare ciudat, având în vedere că toți cei patru giganti de gaz din propriul nostru sistem se laudă. Dacă lunile și inelele lui Saturn sunt tinere, asta ar putea oferi o explicație.
„Dacă inelele lui Saturn sunt tinere, atunci un observator (ipotetic) care se uită la sistemul nostru solar nu i-ar fi văzut dacă ar fi privit, să zicem, acum un miliard de ani”, a spus Francis Nimmo, un om de știință planetar care studiază originile lumilor înghețate la Universitatea din California la Santa Cruz.
Poate că și alte lumi au inele de scurtă durată, ale căror apariții scurte în lentila lungă a spațiu-timpului îi fac dificil de observat de pe Pământ. În acest caz, la fel cum cineva dincolo de sistemul solar ar avea o posibilitate limitată de a spiona inele în jurul lui Saturn, observatorii umani ar fi în mod similar limitați în capacitatea lor de a observa exoworlds inelate.
Lunile și inelele cu durată lungă, pe de altă parte, ar putea însemna că astfel de lumi sunt comune și ar putea fi ascunse la vedere - fie pierdute în decenii de date, fie încurcate de limitările tehnologice.
Această imagine în culori false creează folosind semnale radio trimise de la Cassini înapoi pe Pământ prin inelele lui Saturn. (NASA / JPL) Cicatrici antice
Când vine vorba de calcularea vârstelor altor lumi, oamenii de știință se bazează foarte mult pe cratere. Prin conectarea cicatricilor de impact la perioadele cu bombardamente grele din sistemul solar, acestea pot estima aproximativ vechimea suprafeței, ceea ce oferă o limită superioară lumii în sine. Cercetările anterioare au sugerat că inelele și lunile lui Saturn au doar 100 de milioane de ani, ceea ce le face relativ tinere în viața sistemului solar.
Problema este că modul în care s-a comportat sistemul solar în trecut este subiect de dezbatere continuă. În 2005, a apărut o nouă teorie care a făcut ca Uranus și Neptun să danseze unul cu celălalt, aruncând resturile de gheață spre interior spre restul planetelor. Dar, potrivit cercetărilor lui Rivera-Valentin, această ploaie de material (cunoscută sub numele de Bombardamentul greoi târziu) ar fi distrus total cea mai tânără lună a lui Saturn, Mimas.
Rivera-Valentin a decis să rezolve problema din celălalt capăt. În trecut, lucrase cu un student pentru a calcula cât de multe resturi au trântit în Iapetus, despre care spune că ar trebui să fie cea mai veche lună sub orice model. Folosind o tehnică similară pentru a descoperi cât de multe materiale au răzuit o altă lună, Rhea, a descoperit că satelitul era bombardat cu mult mai puțin decât Iapetus.
Acest lucru se poate întâmpla pentru că cantitatea de material care a lovit luna a fost mai mică decât a calculat anterior. Sau, ar putea fi pentru că Rhea s-a format mult mai târziu decât Iapetus, poate la scurt timp după Bombardamentul Greu târziu care a avut loc acum 3, 9 miliarde de ani. Însă pe baza numărului de cratere, cicatricile lui Rhea înseamnă că nu poate fi la fel de tânără cum au prezis unele modele.
„Deci, modelul care a spus că s-ar fi putut forma acum 100 de milioane de ani, cel puțin pot spune nu, probabil că nu este cazul”, a spus Rivera-Valentin. Cu toate acestea, modelele care sugerează că Rhea s-a format de-a lungul timpului Bombardamentului Târziu, toate funcționează cu istoria craterică a Lunii. Prin eliminarea unuia dintre suporturile pentru inelele mai tinere, cercetările lui Rivera-Valentin au ajutat la construirea cazului în care sateliții lui Saturn au o origine mult mai veche.
Întorcând ceasul
Întrucât metoda istoriei craterelor depinde atât de de înțelegerea modului în care a evoluat sistemul solar, Nimmo a decis să ia o tactică diferită pentru a urmări vârstele lunii. Studiile sale au arătat că luna trebuie să aibă cel puțin câteva sute de milioane de ani, excluzând modelele care o stabilesc la doar 100 de milioane de ani.
„Puteți face vânt cu ceasul înapoi și a vedea unde se aflau la vremuri anterioare”, a spus Nimmo. Cercetările anterioare pe această temă au pus Mimas chiar lângă Saturn cu doar o jumătate de miliard de ani în urmă, ceea ce sugerează că ar fi putut fi tânăr. Cu toate acestea, cercetările au presupus că lunile s-au comportat în același mod în trecut ca și astăzi.
Nimmo, pe de altă parte, a explorat modul în care aceștia ar fi putut interacționa diferit atunci când erau mai tineri. „Chiar dacă sateliții se mișcă destul de repede chiar acum, nu s-au deplasat la fel de repede mai devreme și astfel sateliții pot avea cu ușurință vechime de 4 miliarde de ani”, a spus el.
Nimmo dezleagă dinamica a două din cele peste 60 de luni pentru a găsi mai multe dovezi ale formării lor antice. Spre deosebire de modelul anterior care a rebobinat lunile bazate pe orbitele lor de astăzi, el a explicat modul în care Saturn ar fi influențat lunile. Saturn se trage de lunile în timp ce orbitează, iar lunile se tund una de cealaltă. Aceste constante trage de căldură centrele lor, iar căldura se deplasează apoi către suprafață.
"Este nevoie de timp pentru ca această temperatură să se propage spre exterior, deoarece căldura se conduce doar la un anumit ritm, deci este o scară de timp pe care o putem folosi", a spus el.
Pe Dione, gheața care curge a umplut o parte din bazinele de impact. Dacă ciocnirea în sine ar fi topit gheața, craterele s-ar fi relaxat la suprafață, a spus Nimmo. În schimb, căldura trebuie să vină de la smulgerea vecinului. El a folosit topirea ca termometru pentru a determina că luna are o vechime de câteva sute de milioane de ani, deși ar fi putut fi ușor de aproximativ 4, 5 miliarde de ani. Aceasta exclude modelele care datează luna la doar 100 de milioane de ani.
În studiile viitoare, Nimmo speră să examineze altă lună, cum ar fi Tethys, a cărei mișcare rapidă ar trebui să contribuie la reducerea timpului în jurul nașterii sale. Și deși cercetările sale, care se bazează pe lucrările anterioare efectuate de Jim Fuller la Institutul de Tehnologie din California, oferă unele constrângeri privind nașterea sateliților, decalajul de vârstă rămâne mare. "Nu va rezolva totul", a spus el.
Exoplanetele inelate
Până în prezent, singurul exoplanet înelat cunoscut este J1407b, o lume tânără pe care monstruul sportului sună de 200 de ori mai mare decât cel al lui Saturn și ar putea semăna cu gigantii gazului din sistemul solar timpuriu.
„Ideea este că inelele lui Saturn au fost odată atât de mari”, a spus Matt Kenworthy, de la Leiden Observatory, care a condus echipa care a identificat inelele monstru în 2015. De-a lungul timpului, gazul și praful s-au putut forma luni, căzute la suprafață sau a fost suflat de vântul solar. Înțelegerea dacă lunile și potențialul inelelor sunt antice poate ajuta la dezvăluirea dacă Saturn poartă rămășițele acestor inele primordiale.
Dacă inelele lui Saturn sunt vechi, asta ar trebui să însemne că există în jurul altor exoplanete. Deci de ce a fost identificată o singură lume până acum? Potrivit lui Kenworthy, asta se datorează parțial. Depistarea unui gigant de gaz suficient de departe de soarele său pentru a ține inelele înghețate necesită date în valoare de aproximativ 10 ani, informații care au fost compilate recent.
"Probabil ne-am poticnit cu unul dintre mulți care deja stau în date și este doar o chestiune de a săpa prin date vechi", a spus Kenworthy.
