Nová studie odhaluje, jaké máme štěstí, že jsme svědky Saturnových úžasných prstenců: ScienceAlert

Saturnovy prstence jsou jedním z klenotů sluneční soustavy, ale jejich čas se zdá být krátký a jejich existence pomíjivá.

Nová studie Naznačují, že prstence jsou staré 400 milionů až 100 milionů let, což je zlomek stáří Sluneční soustavy. To znamená, že máme štěstí, že žijeme v době, kdy má obří planeta své vlastní nádherné prstence. Výzkum také ukazuje, že by mohly být pryč za dalších 100 milionů let.

Prsteny poprvé pozoroval v roce 1610 astronom Galileo Galilei, který je kvůli omezením rozlišení svého dalekohledu zpočátku popsal jako dvě menší planety na každé straně hlavního tělesa Saturnu, které se zdály být s ním ve fyzickém kontaktu.

V roce 1659 publikoval holandský astronom Christiaan Huygens Systema Saturniuma stal se prvním, kdo je popsal jako tenký plochý prstencový systém, který se nedotýká planety.

Ukázalo se také, jak se jejich vzhled mění při pohledu ze Země, když obě planety obíhají kolem Slunce, a proč se zdá, že v určitých časech mizí. Je to proto, že jejich pozorovací geometrie nám umožňuje vidět je na Zemi pravidelně.

Prstence jsou viditelné pro každého, kdo má vhodný dalekohled nebo skromný dalekohled na dvorek. Prstence, které vrhají bílé na světle žlutou kouli Saturnu, se skládají téměř výhradně z miliard částic vodního ledu, které fluoreskují rozptylem slunečního světla.

Uprostřed tohoto ledového materiálu jsou nánosy tmavé, prašné hmoty. Ve vědě o vesmíru se termín „prach“ obvykle vztahuje na malé granule Ze skalnatého, minerálního materiálu nebo materiálu bohatého na uhlík, který je znatelně tmavší než led. Jsou také souhrnně označovány jako mikrometeority. Tato zrna prostupují sluneční soustavu.

Občas je můžete vidět vstoupit v noci do zemské atmosféry jako blesky. Gravitační pole planet má za následek zvětšení nebo koncentraci tohoto „pádu“ planetárního prachu.

Postupem času tento pád přidává planetě hmotu a mění její chemické složení. Saturn je plynný obr s průměrem asi 60 000 km, což je asi 9,5krát větší než Země, a hmotností asi 95krát větší než Země. To znamená, že má velmi velkou „gravitační studnu“ (gravitační pole obklopující objekt ve vesmíru) a je velmi účinný při nasměrování prachových zrn směrem k Saturnu.

kolizní kurz

Prstence se táhnou od asi 2000 kilometrů nad vrcholky mraků Saturnu až po asi 80 000 kilometrů a zabírají velké množství prostoru. Když jím prochází padající prach, může se srazit s ledovými částicemi v prstencích. Postupem času prach postupně ztmavuje prstence a zvyšuje jejich hmotnost.

Cassini-Huygens byla robotická kosmická loď vypuštěná v roce 1997. Saturnu dosáhla v roce 2004 a vstoupila na oběžnou dráhu kolem planety, kde setrvá až do konce mise v roce 2017. Cosmic Dust Analyzer (CDA).

S využitím dat z CDA autoři v novém článku porovnávali současnou populaci prachu ve vesmíru kolem Saturnu s odhadovanou hmotností tmavého prašného materiálu v prstencích. Zjistili, že prstence nejsou starší než 400 milionů let a mohou být staré až 100 milionů let. Může se to zdát jako dlouhá časová měřítka, ale jsou to méně než desetina 4,5 miliardy let sluneční soustavy.

To také znamená, že prstence nevznikly ve stejnou dobu jako Saturn nebo jiné planety. Vesmírně jde o nedávný přírůstek do sluneční soustavy. Po více než 90 % existence Saturnu tu nebyli.

Mrtvá hvězda

To vede k další záhadě: Jak se prstence vytvořily jako první, vzhledem k tomu, že všechny velké planety a měsíce ve sluneční soustavě vznikly mnohem dříve? Celková hmotnost prstenců je asi poloviční než u jednoho z menších ledových měsíců Saturnu, z nichž mnohé vykazují na svém povrchu masivní impaktní prvky.

Jeden konkrétně, Malý Měsíc Mimaspřezdívaný Hvězda smrti, se na jeho povrchu nachází 130 kilometrů široký impaktní kráter zvaný Herschel.

V žádném případě se nejedná o největší kráter ve sluneční soustavě. Mimas je však široký jen asi 400 kilometrů, takže tento dopad nepotřeboval k vymazání Měsíce mnohem více energie. Mimas je složen z vodního ledu, stejně jako prstence, takže je možné, že prstence mohly vzniknout z takového kataklyzmatického dopadu.

dešťový prsten

Bez ohledu na jejich tvar je budoucnost Saturnových prstenců nepochybná. Dopad prachových zrn na ledové částice probíhá velmi vysokou rychlostí a odděluje malé úlomky ledu a prachu od mateřských částic.

Ultrafialové světlo ze slunce způsobuje, že se tyto části elektricky nabijí fotoelektrický efekt. Stejně jako Země má i Saturn magnetické pole a po nabití se tyto drobné ledové kousky uvolní z prstencového systému a uvězní je magnetické pole planety.

V koordinaci s gravitací obří planety jsou pak nasměrovány dolů do atmosféry Saturnu. Tento „prstencový déšť“ byl poprvé z dálky pozorován sondami Voyager 1 a Voyager 2 během jejich krátkých průletů kolem Saturnu na počátku 80. let.

v posledních dnech Papír z roku 2018 Vědci použili počty prachu, opět z CDA, když Cassini proletěla mezi prstenci a vrcholky mraků Saturnu, aby zjistili, kolik ledu a prachu se z prstenců v průběhu času ztratilo. Tato studie ukázala, že každou půlhodinu se v atmosféře Saturnu ztratí asi jeden olympijský objem prstenců.

Tento průtok byl použit k odhadu, že vzhledem k jejich současné hmotnosti prstence pravděpodobně zmizí za méně než 100 milionů let. Tyto nádherné prstence mají pohnutou historii, a pokud nebudou nějakým způsobem obnoveny, pohltí je Saturn.

Gareth Dorianpostdoktorandský výzkumný pracovník v kosmických vědách, University of Birmingham

Tento článek byl znovu publikován z Konverzace Pod licencí Creative Commons. Číst Původní článek.