Astronomie

Nedávný původ Saturnových prstenů

Nedávný původ Saturnových prstenů


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Saturn byl vytvořen zhruba před miliardami let spolu s Jupiterem. Poté měl dost času na vytvoření měsíce, který by se mohl rozpadnout na prstence.

Proč se tedy říká, že Saturnův prsten je nedávného původu - asi před několika miliony let?


Wikipedia tvrdí, že Saturnovy prsteny mohou být stejně staré jako Saturn sám; NASA říká, že by mohly být staré jen několik stovek milionů let.

Čtyři miliardy miliard let starý zapadá do jedné ze dvou teorií vzniku prstenů - že Saturn smetl materiál z protoplanetárního disku. Datum dává smysl, protože neexistuje způsob, jak by disk vydržel miliardy let.

Novější datum dělá zapadají do hypotézy roztrhané na měsíc, což je možná dominantní hypotéza. Hypotetický předek Měsíc mohl být roztržen v jakémkoli bodě mezi Saturnovým narozením a současností. „Před několika stovkami milionů let“ zapadá rozumně dobře.

Měl bych dodat, že všechny teorie kolem formování prstenů mají ve svůj prospěch rozumné důkazy, i když pro teorii 4.smiliardy let existuje celkem dost (viz zde, zde a zde). Děkuji, Cassini!


Výsledky Cassini stále zaměstnávají vědce

Cassini pořídila tento snímek Saturnu v dubnu 2016 ze vzdálenosti přibližně 3 miliony kilometrů. Uznání: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Vědci zkoumající data z posledních měsíců mise Cassini a # 8217s uvedli tento týden neočekávaná měření gravitačního pole a vnější atmosféry Saturn & # 8217s, což naznačuje, že možná budou muset přehodnotit teorie o prstencích planety a # 8217s a silách, které generují magnetická pole.

Vědci představili aktualizaci na setkání Americké astronomické společnosti a divize planetárních věd č. 8217 v Provo v Utahu. V pondělí uvedli vědci, že kosmická loď Cassini z NASA & # 8217 přinesla nepředvídané výsledky, protože se opakovaně smyčkovala mezi Saturnem a jeho prstenci během posledních čtyř měsíců z téměř 20 -letní mise.

Analyzovali jsme data velkého finále a je zde spousta překvapení, řekla Linda Spilker, vědecká pracovnice projektu Cassini v laboratoři tryskového pohonu NASA. & # 8220 Saturn, jeho prstence a oblast mezi nimi nejsou to, co jsme očekávali. & # 8221

Třináct let od brzdění na oběžnou dráhu kolem Saturnu provedl Cassini 22 průchodů mezerou mezi planetou a jejími prsteny mezi koncem dubna a 15. září. Pozemní kontroloři záměrně navedli sondu napájenou plutoniem k destruktivnímu ponoru do atmosféry vodíku # 8217 minulý měsíc.

Vědci navrhli závěrečný akt Cassiniho # 8217, aby shromáždili nová měření atmosféry Saturn # 8217 a shromáždili údaje o gravitaci a magnetických polích planety # 8217, které podle očekávání poskytly poznatky o vnitřní struktuře Saturnu, včetně velikosti a povahy jeho jádro.

Michele Dougherty, výzkumný pracovník z Imperial College London, uvedl, že přístroje Cassini & # 8217s pomohly zpřesnit odhady sklonu magnetického pole Saturn & # 8217s a odhalily, že je úzce spojeno s rotační osou planety # 8217.

& # 8220Skutečným překvapením se ukazuje být skutečnost, že náklon mezi osou otáčení planety a osou dipólu je opravdu malý, & # 8221 řekl Dougherty.

Vědci věděli, že osy rotace a magnetického pole jsou v těsném souladu a před nejnovějšími měřeními Cassini & # 8217 předpovídají, že jsou odděleny o méně než 0,6 stupně. Nyní odhadují, že náklon je menší než 0,06 stupňů.

Magnetická pole na Zemi a Jupiteru jsou vytvářena dynamy hluboko uvnitř planet, kde vedení tekutiny pod silným tlakem generuje elektrický proud, což pomáhá šířit pole, které se rozprostírá mimo planety & # 8217 atmosféry, čímž vytváří magnetickou bublinu odpovědnou za produkci polární záře a stínění před sluneční a kosmické záření.

Tato ilustrace ukazuje vnitřek Saturnu, včetně jeho jádra z těžkých prvků (oranžová), kapalné kovové vodíkové vrstvy (šedá) a plynného molekulárního vodíkového obalu (hnědá). Předpokládá se, že magnetické pole planety pochází z horní části kovové vodíkové vrstvy. Uznání: NASA / JPL-Caltech

Dynamo Země & # 8217 využívá tekuté železo k vytváření magnetického pole. Předpokládá se, že dynama uvnitř plynných gigantů jako Jupiter a Saturn spoléhají na vodík stlačený pod silou několika milionů atmosfér a zbavený svých elektronů, takže se chová jako kov.

Konvenční myšlenky na dynama uvnitř Země a Jupitera naznačují, že vyžadují náklon mezi osami rotace a magnetického pole. Dipól Země & # 8217s je orientován kolem 11,5 stupňů od své osy otáčení a Jupiter & # 8217s se liší přibližně o 10 stupňů.

Matematické modely naznačují, že magnetické pole planety by # 8217s sláblo, kdyby byly osy vyrovnány, umíraly přibližně za 100 milionů let, místo aby přetrvávaly ve sluneční soustavě a historii historie 4,5 miliardy let.

Skutečnost, že jsme tento náklon ještě nedokázali měřit & # 8212 víme, že je opravdu velmi malý & # 8212 ukazuje na skutečnost, že uvnitř Saturnu probíhá mnohem propracovanější dynamika, než jsme si mysleli , Řekl Dougherty.

Jakmile dokončí svou detektivní práci, Dougherty řekl, že vědci budou mít lepší představu o velikosti jádra Saturn & # 8217 a zdroji magnetického pole.

& # 8220 Moje chápání je, že změníme názor na planetární dynama, řekla.

Měření magnetického pole Cassini a # 8217 během oběžné dráhy velkého finále mise byly # čtyřikrát citlivější než dříve, řekl Dougherty.

& # 8220 Dostaneme se dovnitř prstenů & # 8230 jsme byli pryč od proudů generovaných prsteny & # 8212 proudů generovaných v prostředí kolem Saturnu & # 8212 (a) nám to umožňuje soustředit se na signál přicházející z interiér. & # 8221

Data také pomohou vědcům vyřešit rychlost rotace vnitřku planety # 8217 a sdělit jim přesnou délku dne na Saturnu. Nejlepší odhad dnes naznačuje, že saturnský den trvá kolem 10,8 hodin.

Ionový a neutrální hmotnostní spektrometr Cassini & # 8217s vzorkoval atmosféru Saturn & # 8217s, když se kosmická loď pohybovala uvnitř prstenců. Jemné vnější vrstvy atmosféry se rozprostírají téměř k prstencům a Cassini objevila molekuly pršící z prstenců na Saturn.

Tento přirozený barevný kompozit je jedním z dosud nejvyšších barevných obrazů jakékoli části prstenců Saturn & # 8217s, zobrazujících část vnitřní a střední části planety & # 8217s B Ring. Úzká kamera Cassini & # 8217s pořídila snímky k výrobě tohoto kompozitu 6. července 2017. Uznání: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Vědci očekávali, že najdou důkazy o prstencovém materiálu v vůbec prvním přímém měření atmosféry Cassiniho # 8217, ale kosmická loď detekovala neočekávaně vysoké hladiny metanu.

Předpovídali, že většina molekul bude voda, protože to tvoří většinu částic v prstencích.

Metan by neměl přetrvávat ve prstencích Saturn a # 8217 nebo ve vnější atmosféře planety, řekl Mark Perry, vědecký pracovník týmu iontového a neutrálního hmotnostního spektrometru.

Vidíme věci, které pocházejí z prstenů, a metan je velmi těkavý, řekl Perry. & # 8220 I když to v kruzích je, nemělo by to trvat velmi dlouho a žádný z modelů & # 8212 žádná z analýz & # 8212 nepředpověděla metan, natož v tomto množství. & # 8221

Cassini také našel očekávané molekuly vody ve vnější atmosféře, ale metan byl překvapením.

& # 8220 Myslíme si, že tam voda je, & # 8221 řekl Perry. & # 8220Nemůžeme vysvětlit, proč to není mnohem víc než cokoli jiného. To je matoucí část. # 8221

Úzká úhlová kamera Cassini & # 8217s získala během posledních měsíců mise a # 8217 detailní pohled na složité struktury uvnitř prstenců Saturn & # 8217s. Jedna nová mozaika zaznamenaná Cassini v květnu ukazuje prstence vycházející zpoza mlhavých končetin Saturn a # 8217, přičemž prsteny a # 8217 stíny jsou promítány na atmosféru planety a # 8217.

Než se Cassini proplula mezerou mezi prstenci Saturn a # 8217, byla na trajektorii, která se pásla na vnějším okraji prstenů na každé oběžné dráze.

Kosmická loď vyfotografovala prvky nazvané vrtule a probuzení # 8212 vytvořená malými měsíci, která by jinak zůstala nezjištěna. Měsíce vložené do prstenců Saturn & # 8217s zanechávají rozlišovací značku, která ruší blízké částice, když se plaví kolem planety.

& # 8220 Jsou to důležité, protože toto je okno do procesů formování planet, & # 8221 řekl Matthew Tiscareno z institutu SETI. Když se formují velké sluneční soustavy, stane se to, že začnete získávat semeno planety, ale je to zabudováno do disku. Disk tedy ovlivňuje vloženou hmotu, ale vložená hmota ovlivňuje také disk a my chceme vědět více o tom, co se děje v obou směrech, a vrtule nám do toho dávají okno. & # 8221

Tento pohled z kosmické sondy NASA & # 8217s ukazuje nejlepší snímek Cassini & # 8217s obrazu vrtule známé neformálně jako Bleriot. Vrtule je pojmenována podle Louise Bleriota, francouzského inženýra a pilota, který v roce 1909 jako první člověk přeletěl La Manche. Uznání: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Tiscareno uvedl, že vědci identifikovali vrtule se dvěma třídami měsíčků & # 8212, některé o velikosti několika stovek metrů a některé o průměru asi kilometr.

Jedním z hlavních cílů velkého finále Cassini & # 8217s bylo určit hmotnost, věk a původ prstenů Saturn & # 8217s.

Poloha Cassini a # 8217 v posledních několika měsících blízko Saturnu umožnila přístrojům sondy # 8217 vyřešit rozdíl mezi gravitačním tahem planety a prstenců.

Pokud jsou prstence masivnější, vědci si myslí, že by mohli být staří, možná tak starí jako samotný Saturn. Výsledek ukazující na méně hmotné prstence by poukazoval na novější původ, možná když se měsíc nebo kometa dostali příliš blízko k Saturnu a byli roztrháni.

Počáteční výsledky naznačují, že prstence jsou o něco méně masivní, než se očekávalo, řekl Spilker, ale v měřeních zůstává nejistota. Vědci stále musí vypočítat sílu gravitačního pole Saturn & # 8217s z dat downlinkovaných od Cassini a odstranit účinek atmosférického odporu z měření.

Jakmile vyřešíme gravitační pole Saturnu, budeme mít lepší zvládnutí než hmota prstenů, řekl Spilker.

Nová studie založená na datech Cassini ukazuje, že gravitační tah několika měsíců měsíce Saturn & # 8217s se kombinuje, aby zabránil šíření a zmizení prstenců Saturn & # 8217s.

Vědci si mysleli, že malý měsíc Janus jednou rukou držel prsteny pod kontrolou, ale měření hmotností měsíců Saturn a # 8217 a podrobné snímky vln v prstencích vedly k závěru, že sedm měsíců & # 8212 Pan, Atlas, Prometheus, Pandora Janus, Epimetheus a Mimas & # 8212 spolupracují na tom, aby vnější prstenec A nevyčníval dále od Saturnu.

Radwan Tajeddine z Cornellovy univerzity vedl studii zkoumající vztah mezi měsíci a prsteny Saturnu # 8217.

& # 8220Pokud by tyto měsíce nepracovaly společně, pak by se kruh A rozložil na stovky milionů let a kruh A by byl pryč, řekl # 8221 Spilker.

Mezitím inženýři vyhodnotili, jak se kosmická loď Cassini chovala ve svých posledních okamžicích ponořených do atmosféry Saturn & # 8217s.

Umělecký koncept kosmické lodi Cassini vstupující do atmosféry Saturn & # 8217s. Uznání: NASA / JPL-Caltech

Cassini, která byla spuštěna tento týden před 20 lety, cestovala zředěnými vnějšími vrstvami atmosféry Saturn & # 8217, když přenášela zpět svá poslední data na Zemi a urychlovala plyn s přibližně stejnou hustotou, s jakou se setkala Mezinárodní vesmírná stanice, když stoupá 250 400 kilometrů nad Zemi, uvádí tisková zpráva NASA.

Ale Cassini se pohyboval čtyřapůlkrát rychleji než vesmírná stanice a znásobil aerodynamické síly, uvedli úředníci.

Cassini narazilo na atmosféru Saturnu a # 8217, když dosáhlo bodu asi 3 600 kilometrů nad vrcholky mraků. Atmosférické částice začaly tlačit na výložník magnetometru Cassini & # 8217s o délce 36 stop (11 metrů).

Sonda podle NASA vypálila trysky, aby utlumila svou rotaci, a pomocí trysek používala delší a častější pulsy, když klesala hlouběji do atmosféry.

& # 8220Se svými tryskami střílejícími téměř nepřetržitě si kosmická loď držela svou vlastní 91 sekund proti atmosféře Saturn & # 8217s & # 8212 a trysky dosáhly 100 procent své kapacity během posledních přibližně 20 sekund před ztrátou signálu, & # 8221 úředníci napsal v tiskové zprávě. & # 8220 Posledních osm sekund dat ukazuje, že Cassini se začala pomalu převracet dozadu. & # 8221

Inženýři naprogramovali Cassini tak, aby během závěrečných okamžiků vysílala vědecká data a telemetrii v reálném čase, místo aby ukládala informace na rekordéry pro pozdější přehrávání.

Když se kosmická loď odvrátila, sledovací antény na Zemi ztratily zámek pomocí antény ve tvaru misky Cassini & # 8217s. Signál rádiového nosiče dál proudil dolů ze sondy po dobu dalších 24 sekund, poté ztichl.

Vzhledem k tomu, že Cassini nebyl navržen tak, aby letěl do planetární atmosféry, je pozoruhodné, že se kosmická loď držela tak dlouho, jak tomu bylo, což umožnilo vědeckým přístrojům posílat data zpět na poslední sekundu, & # 8221 řekl Earl Maize , Cassini project manager ve společnosti JPL. & # 8220 Bylo to pevně postavené plavidlo a dokázalo vše, co jsme od něj požadovali. & # 8221

Sledujte Stephena Clarka na Twitteru: @ StephenClark1.


Odkud pocházejí prsteny Saturn a # 8217?

Dr. Kevin Grazier byl planetární vědec s misí Cassini více než 15 let a studoval Saturn a jeho ledové prstence. Byl také vědeckým poradcem pro Battlestar Galactica, Eureka a film Gravity.

Mike Brown je profesorem planetární astronomie na Caltechu. Nejlépe známý jako muž, který zabil Pluto, díky objevu jeho týmu Eris a dalších objektů Kuiperova pásu.

Nedávno jsme se jich zeptali na mnoho věcí & # 8211 zde & # 8217s, co s námi sdíleli ohledně prstenců Saturnu.

Planetu definují majestátní ikonické prstence Saturnu, ale odkud se vzaly?

Kevin Grazier: „Saturnovy prsteny, dobrá otázka. A odpověď se liší v závislosti na tom, o kterém kruhu diskutujeme. “

To je Dr. Kevin Grazier, planetární vědec, který pracoval na misi Cassini NASA nebo více než 15 let studoval Saturnovy prsteny.

Mike Brown: „Saturn & # 8217s prsteny & # 8211 podivné věci na Saturn & # 8217s prstenech je to, že by tam neměly být, opravdu, v tom smyslu, že nevydrží příliš dlouho. Pokud tedy zbývají jen z doby, kdy byl vytvořen Saturn, budou nyní pryč. Pomalu se propracovali k Saturnu, shořeli a byli pryč. A přesto tam jsou. Jsou tedy buď relativně nové, nebo nějakým způsobem průběžně regenerované. & # 8216Neustále se regeneruje & # 8217 se zdá divný a & # 8216relativně nový & # 8217 se zdá také trochu divný. Něco se rozpadlo a # 8211 se rozpadl velký měsíc nebo se rozpadla kometa & # 8211 se něco muselo stát relativně nedávno. A relativně nedávno to pro někoho jako já znamená před stovkami milionů let. “

A to je Mike Brown, profesor planetární geologie na Caltech, který studuje mnoho ledových objektů ve sluneční soustavě.

Saturn a jeho prstence, jak je vidět z planety z pohledu sondy Cassini. Uznání: NASA / JPL / Space Science Institute. Sestavil Gordan Ugarkovic.

Saturnovy prstence začínají pouhých 7 000 km nad povrchem planety a zasahují do nadmořské výšky 80 000 km. Jsou však hubení, mají v některých bodech průměr jen 10 km.

O Saturnových prstenech jsme věděli od roku 1610, kdy byl Galileo první osobou, která na ně otočila dalekohled. Rozlišení bylo primitivní a myslel si, že viděl „rukojeti“ připevněné k Saturnu, nebo možná to, co byly velké měsíce na obou stranách.

V roce 1659 holandský astronom Christiaan Huygens pomocí lepšího dalekohledu zjistil, že tyto „rukojeti“ byly ve skutečnosti prsteny. A konečně v 70. letech 16. století byl italský astronom Giovanni Cassini schopen podrobněji vyřešit prstence, dokonce pozoroval největší mezeru v prstencích.

Mise Cassini, pojmenovaná po Giovannim, je se Saturnem téměř deset let, což nám umožňuje vidět prsteny neuvěřitelně podrobně. Jedním z jeho cílů bylo určení původu a vývoje saturnových prstenů.

Prsteny Saturn & # 8217s. Uznání: NASA / JPL / Space Science Institute.

Zatím argument pokračuje:

Kevin Grazier: „Existuje stará debata o tom, zda jsou prsteny staré nebo nové. A to jde tam a zpět a # 8211 se to děje tam a zpět po věky a stále to jde tam a zpět. Jsou staří, nebo tam byli dlouho? Jsou nové? Abych byl upřímný, nevím, co si mám myslet. Už nejsem mizerný, prostě už nevím, co si mám myslet. “

Důkazy ze sondy Voyager NASA naznačovaly, že materiál v Saturnových prstencích byl mladý. Možná kometa rozbila jeden z měsíců Saturnu za posledních několik set milionů let a vytvořila prstence, které dnes vidíme. Pokud by tomu tak bylo, jaké neuvěřitelné štěstí, že jsme tady, abychom viděli prsteny v jejich současné podobě.

Ale když dorazila Cassini, ukázalo se, že se obracejí prstence Saturnu, což by mohlo vysvětlit, proč vypadají tak mladí. Možná jsou koneckonců prastaré.

Kevin Grazier: „Jsou-li Saturnovy prsteny staré, mohl se Měsíc dostat příliš blízko k Saturnu a mohl by být roztržen přílivovými tlaky. Mohlo dojít ke srážce měsíců. Mohlo to být projíždění kolem blízkého objektu, protože v počátcích formování planet se kolem Saturnu pohybovalo mnoho objektů. Saturn pravděpodobně měl v raných dnech svatozář materiálu, který byl volně svázán s Měsícem. “

Enceladus, pozadí prstenů Saturn & # 8217s. Uznání: NASA / JPL / Space Science Institute.

Existuje jeden prsten, o kterém víme jistě, že se aktualizuje & # 8230

Kevin Grazier: „E-prsten, určitě nový prsten, protože E-prsten se skládá z ledových částic o velikosti zhruba mikronů. A ledové částice o velikosti mikronů nevydrží ve vesmíru. Prskají a sublimují a # 8211 odcházejí ve velmi krátkých časových obdobích a my jsme to věděli. A tak když jsme šli s Satinim na Saturn, věděli jsme, že musíme hledat zdroj materiálu, protože jsme věděli, že jednotlivé komponenty E-prstenu nevydrží, takže je třeba je doplnit. E-Ring tedy stojí osamoceně od zavedeného systému a E-Ring je naprosto nový. “

V roce 2005 vědec objevil, že Saturnův E-prsten je neustále doplňován měsícem Enceladus. Kryovulkány chrlí vodní led do vesmíru z řady trhlin na jižním pólu.

Odkud tedy pocházejí Saturnovy prsteny? Nevíme Jsou nové nebo staré? Nevíme Je to jen další velká záhada sluneční soustavy.


Baví vás náš blog?

Podívejte se na Vesmír a zesilovač Beyond Box: naše předplatné s vesmírnou tematikou!

Saturnův nádherný prstencový systém je na tomto snímku vytvořeném kosmickou lodí Cassini neuvěřitelně detailní. Prsteny obsahují částice od malých velikostí až po velké balvany o rozměrech metrů. Foto: NASA / JPL

Z čeho jsou vyrobeny Saturnovy prsteny?

V dubnu 2006 výsledky Cassini vrhly světlo na to, z čeho jsou Saturnovy prsteny vyrobeny. Podivně tvarované mezery v některých prstencích naznačují, že existují nepolapitelné měsíčky, a podporují představu, že prsteny obsahují nespočetné tisíce částic špinavého vodního ledu o velikosti od mikronů do metrů od ledového měsíce, který se rozpadl před věky v důsledku násilného srážka. Scénářem může být to, že před několika stovkami milionů let narazila kometa nebo asteroid na ledový měsíc a rozbil jej na kousky. Saturnova titanová gravitace poté vyhladila kousky na zploštělý disk kolem planety.

Data shromážděná Cassini naznačují, že Saturnovy prsteny jsou staré jen 150 až 300 milionů let. Ačkoli tyto výsledky nejsou zcela přesvědčivé, po stovkách let se konečně začíná zaměřovat na původ záhadných prstenů této planety a # 8217.


NASA Saturn DISCOVERY: Nejnovější výsledky Cassini odhalují neuvěřitelné detaily Saturnových prstenů

Odkaz byl zkopírován

NASA narazí kosmickou loď Cassini na Saturn

Když se přihlásíte k odběru, použijeme informace, které poskytnete, k zasílání těchto zpravodajů. Někdy budou obsahovat doporučení pro další související zpravodaje nebo služby, které nabízíme. Naše oznámení o ochraně osobních údajů vysvětluje více o tom, jak používáme vaše údaje a vaše práva. Odběr můžete kdykoli zrušit.

Kosmická loď NASA a rsquos Cassini 15. září 2017 po 20 letech ve vesmíru efektně narazila do obřího obra Saturn. A přesto, o dva roky později, astronomové stále dělají průkopnické objevy v pokladně Cassini & rsquos shromážděných dat. Dnes (13. června) tým mezinárodních vědců, včetně vědců ve Velké Británii, odhalil nejnovější dávku neuvěřitelných pozorování Cassini. Výsledky ukazují nejbližší pohled na prstence Saturn & rsquos a dokazují, že sonda NASA & rsquos Cassini má vědě stále co nabídnout.

Související články

Data Cassini-Huygens, která byla dnes zveřejněna, byla shromážděna během takzvaných oběžných drah prstenů provedených od prosince 2016 do dubna 2017 a posledního průletu mračen Saturn & rsquos Cassini & rsquos od dubna do září 2017.

Výsledky ukazují, jak neobvyklé kombinace hmot, tvarů a textur číhají v prstencích Saturn & rsquos a ovlivňují způsob, jakým jsou tvarovány.

Detailní snímky a prstencové mapy dále odhalují, jak se složení, chemie a teploty v jednotlivých prstencích liší.

Studie také zjistila, jak drobné měsíce poseté skrz prsteny Saturn & rsquos & ndash všechny dabované od A do G & ndash tvarují jejich tvar.

Tento objev by mohl mít rozsáhlé důsledky pro pochopení toho, jak vznikla naše raná sluneční soustava.

NASA Saturn: Kosmická sonda Cassini provedla neuvěřitelná detailní pozorování Saturnových prstenů (Obrázek: NASA)

NASA Saturn: Sonda Cassini klesla k Saturnu v září 2017 (Obrázek: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona / CNRS / LPG-Nantes)

Matt Tiscareno, hlavní autor studie a vědec z Kalifornského institutu SETI, uvedl: & ldquo Tyto nové podrobnosti o tom, jak měsíce různými způsoby tvarují prstence, poskytují okno do formování sluneční soustavy, kde máte také disky vyvíjející se pod vlivem masy vložené do nich. & rdquo

A profesor Carl Murray z londýnské univerzity Queen Mary, který je spoluautorem studie, řekl: & ldquo Tyto nové výsledky ukazují, jak nás Cassini i nadále překvapovala až do samého konce.

& ldquo Pohledy zblízka nám pomohly vyřešit dříve neviditelné struktury v prstencích a poskytly ještě více záhad k vyřešení. & rdquo

Studii Cassini napsal tým vědců včetně profesora Murraye a kolegy z Queen Mary Dr. Nicka Coopera.

Související články

Studie astronomů a rsquo byla financována a podporována Radou pro vědecká a technologická zařízení (STFC) zde ve Velké Británii.

Nové výsledky ukazují, jak nás Cassini nepřestával překvapovat až do samého konce

Carl Murray, Queen Mary University of London

Ve studii si vědci všimli, že měsíce Saturn & rsquos interagují s částicemi, které je obklopují, stejným způsobem jako nově vznikající planeta.

Studie rovněž navrhla řadu pruhů na vnějším okraji prstenců Saturn & rsquos, které byly způsobeny současným úderem shluku hornin obíhajících kolem Saturnu.

Profesor Murray řekl: & ldquoSaturn & rsquos F ring byl vždy záhadný svým bizarním, zkrouceným vzhledem a matoucí řadou funkcí.

& ldquo Zachycení obrazů stop zanechaných synchronizovaným proudem nárazových těles při dopadu na jádro prstenu & rsquos nám poskytlo jedinečný pohled na procesy, které formovaly prsten.

NASA Saturn: Kolem obřího prstencového paleta obíhá více než 50 měsíců (Obrázek: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

NASA Saturn: Pohledy zblízka odhalují svět zvláštních tvarů a textur v prstencích Saturnu (Obrázek: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

& ldquo Myslíme si, že & lsquoformation létající & rsquo impaktory jsou kousky měsíčku, který obíhal poblíž F prstence a byl narušen gravitačním účinkem blízkého měsíce Prometheus, když se míjeli jeden kolem druhého.

& ldquoNáš výzkum v Queen Mary ukázal, že Prometheus by se také mohl podílet na tvorbě takových měsíčků & ndash, jak Prometheus prochází svou gravitací, může vyvolat splynutí prstencových částic za vzniku potenciálních nových objektů. Proto může Prometheus vytvářet i ničit. & Rdquo

Sonda NASA & rsquos Cassini vypustila do vesmíru v roce 1997 neuvěřitelnou cestu ke studiu Saturnu, jeho prstenů a měsíců.

Cassini se v září 2017 konečně vrhla k planetě a v poslední nádherné podívané padla k povrchu Saturnu.


Bylo vysvětleno formování měsíců Saturnu

Jména a průměrné průměry měsíců jsou uvedeny ve vložkách. Pro srovnání jsou také vynesena data pro Mimas, Enceladus a Tethys. Svislá přerušovaná čára ukazuje umístění vnějšího okraje prstence A Saturnu na 136 750 a # 8201 km a svislá čára přerušovaná tečka označuje umístění prstence F (a

Kroužek široký 1 000 km, který se nachází mezi Prometheem a Pandorou). Modré a červené čáry ukazují jednoduché logaritmické přizpůsobení údajům o hmotné vzdálenosti pro malé měsíce, respektive hlavní měsíce. Fotografie z mise Cassini (s laskavým svolením NASA / JPL / SSI, Nature, doi: 10.1038 / nature09096).

(PhysOrg.com) - Nové počítačové simulace založené na datech shromážděných misí kosmické lodi Cassini naznačují, že pět Saturnových měsíců mohlo vzniknout teprve před 10 miliony let a vědci ve Francii a Anglii si myslí, že by mohly vznikat stále nové měsíce, protože procesy které vytvořily prstenové měsíce, jsou stále aktivní.

Až dosud většina vědců věřila, že malé prstencové měsíce, Atlas, Janus, Pandora, Prometheus a Epimetheus, obíhající kolem planety těsně uvnitř nebo vně prstenců planety, byly vytvořeny na začátku sluneční soustavy asi před 4,5 miliardami let a byly zajaty Saturnova gravitace. Jedním z problémů této teorie je, že malé měsíčky, z nichž některé mají průměr pod 50 kilometrů, měly být kometami časem zničeny.

Pokud se prstencové měsíce vytvořily na začátku sluneční soustavy, měly by mít podobnou hustotu jako asteroidy, ale data shromážděná Cassini ukazují, že hustota měsíců je nižší než jeden gram na kubický centimetr, což je mnohem méně než hornina asteroidu . To naznačuje, že vůbec nekondenzovaly z prvotního disku prachu a plynu.

Jedna z teorií vzniku měsíců spočívala v tom, že se formovaly z materiálu v prstencích shlukujících se dohromady, ale až dosud nikdo nebyl schopen vyvinout počítačovou simulaci, která by mohla napodobit takový proces kvůli enormnímu množství dat, která by byla zahrnuta do numerický model, který by normálně musel začít na začátku sluneční soustavy a od té doby sledovat oběžnou dráhu každého měsíce.

Nyní vědci z Universit & eacute Paris Diderot v Paříži ve Francii a na University of Cambridge ve Velké Británii vytvořili zjednodušený model, který omezil prsten na jednu dimenzi. Testovali model proti formování naší vlastní Měsíce a poté jej aplikovali na Saturn. Model ukazuje 15 000 km široký hlavní prsten, který leží 120 000 km od středu planety, a přivádí materiál do prázdné oblasti hned za ní, kde by se mohl agregovat.

Saturnovy prstence se skládají z ledových krystalů a drobných prachových částic a leží těsně za hranicí Roche, což je minimální vzdálenost, na kterou se objekt, jako je měsíc, může přiblížit k planetě, aniž by byl rozbit gravitací planety. Počítačové simulace vědců těsně za hranicí Roche ukazují, že ledový prstencový materiál se může agregovat a vytvářet shluky, které se zase mohou agregovat a vytvářet větší shluky, které začnou přicházet pod vlivem své vlastní gravitace a vytvářejí malé měsíčky a potom malé měsíce. Jak se měsíce zvětšují, Saturnův gravitační „příliv“ by je potom vytlačil ven.

Astrofyzik S & eacutebastien Charnoz vysvětlil, že s pokračováním simulace se agregáty spojily a vytvořily stále větší objekty, které vyvrcholily malými měsíci, stejně jako měsíce prstence. Model úhledně vysvětluje, proč největší z měsíců leží nejdále od planety a proč měsíce leží v „prstenci F“, prašném prstenci za prstenem A. Počítačové modely naznačují, že F-kroužek byl generován srážkami malých měsíců a měsíčků.

Charnoz uvedl, že simulace naznačuje, že ne všechna tělesa ve sluneční soustavě se vytvořila před více než čtyřmi miliardami let a měsíčky se mohly vytvořit až před 10 miliony let. Je také docela možné, že se dnes formují nové měsíce, protože proces narůstání stále probíhá.

Zjištění jsou uvedena v tomto týdnu v časopise Příroda.


Poslední důkaz, že Saturn a jeho prsteny jsou mladí

Nová sada post-Cassiniho článků se musí vypořádat s pozorovacími fakty: Saturn a jeho prsteny nemohou vydržet miliardy let.

Časopis Science Magazine právě přidal do rostoucího souboru literatury po Cassini analyzující data za 13 let a # 8217 shromážděná legendárním orbitem Saturn. Během posledních oběžných drah 22 & # 8220high-dive & # 8221 v roce 2017 měla Cassini bezprecedentní příležitost vyzkoušet si prostor mezi prstenci a planetou. Zde jsou některá překvapující zjištění, která jsou uváděna.

Hsu et al, & # 8220 In situ sběr prachových zrn padajících ze Saturnových prstenů do jeho atmosféry & # 8221 (Věda). Déšť & # 8220 déšť & # 8221 nanočástic detekovaný analyzátorem kosmického prachu (CDA) klade na prstence horní hranici 400 milionů let.

Mitchell a kol., & # 8220 Prachová zrna padají ze Saturnova D-prstence do jeho rovníkové horní atmosféry & # 8221 (Věda). Atmosférický odpor vytlačuje prach z D-kroužku analogicky s & # 8220 pilinami vyvrženými z kotoučové pily při řezání dřevem. & # 8221 Věří, že tento proces & # 8220 hraje roli při zpomalení pádu prachu atmosférou, & # 8221, ale piliny se obvykle nevyvíjejí zpět do dřeva.

Waite a kol., & # 8220 Chemické interakce mezi atmosférou Saturnu a jejími prstenci & # 8221 (Věda). Tento dokument spolu se spoluautorem Jeffem Cuzzim, vedoucím profesionálního života, nemůže podporovat miliardové prsteny. Voda padá na planetu z prstenců rychlostí až 45 000 kilogramů za sekundu. Další sloučeniny také proudí z prstenců do Saturnu, měřeno iontovým a neutrálním hmotnostním spektrometrem (INMS). Tady & # 8217s tým & # 8217s závěr:

Velká hmota znehodnocujícího materiálu má důsledky pro vývoj prstence a pravděpodobně vyžaduje opakovatelný přenos materiálu z C prstence do D prstence. Padající materiál může ovlivnit chemii atmosféry a obsah uhlíku v Saturnově ionosféře a atmosféře.

Cassini se během svého velkého finále propadá mezerou mezi D Ringem a Saturnem, než se 15. září 2017 rozhoří v atmosféře Saturn & # 8217s.

Zde je operativní citát o věcích: ne miliony let, ale tisíce?

Hmotnost Saturnova kruhu C je

10 18 kg, asi 0,03násobek hmotnosti Saturnova měsíce Mimas. Therefore, if we use the mass influx inferred from the INMS measurements (4800 to 45,000 kg s –1 ), we calculate a lifetime of 700,000 to 7 million years for the C ring. Yet this only reflects today’s influx. The current influx is directly from the D ring rather than the C ring, which must be the ultimate supplier because the mass of the D ring [likely no more than 1% of the C ring mass] can maintain current loss rates for only 7000 to 66,000 years—a very short amount of time in terms of solar history. It is unclear whether the C ring can lose 1% of its mass into the D ring by viscous spreading over that time period.

Although viscous spreading of the C ring is likely not the cause of mass transfer to the D ring, occasional transfer of

1% of the mass of the C ring into the D ring region via a large ring-tilting event is feasible. These ring-tilting events involve a stream of planet-orbiting rubble crossing the ring plane somewhere in the C or D rings. The C ring provides the ultimate source, containing enough mass to last (at current influx rates) about 5% of the time that the rings themselves have existed (

200 million years). The D ring could be repopulated sporadically by large impact events such as those that tilted the D and C ring plane. Once enough small particles are brought into the D ring region, exospheric drag would quickly drain them into the planet, as observed by Cassini.

Notice that keeping the rings old (“repopulated”) requires an appeal to the old-age standby explanation: impacts. The number of lucky impacts needed to keep the rings billions of years old, however, stretches credibility.

Perry et al, “ Material Flux From the Rings of Saturn Into Its Atmosphere ” (Geophysical Research Letters). This team measured the flow of nanometer-sized particles from the rings that are swept up by Saturn’s atmosphere and dragged into the planet. The predicted flux was wrong, and had to be revised upward significantly. It’s “exciting” to be wrong by a factor of a hundred, isn’t it?

Surprisinglyflux is a hundred times larger than past predictions, and at least half of the material is hydrocarbon, which comprises less than 5% of the water ice‐dominated rings. Cassini’s data also show that the influx varies at least a factor of 4 and may be linked to clumps that appeared in 2015 on D68, the ringlet on the inner edge of the rings. These newly discovered particles and processes alter the evolutionary landscape of the rings and provide an exciting, rich field for future research aimed at understanding the origin and history of the rings.

How This Came Across in the Popular Press

Leah Crane, “ Cassini revealed three big surprises before diving into Saturn ” (Nový vědec). Can Ms Crane bring herself to criticize planetary scientists who got things so wrong? On the subject of Saturn’s magnetic field, she comes close:

The magnetic fields of planets in our solar system are all tilted to some extent – Neptune’s is off by a whopping 47 degrees. But Saturn’s magnetic field seems to be perfectly straight, and our current theories of how these fields are generated suggests that should be impossible.

“If you don’t have a tilt, you would expect the magnetic field to start dying away, but as we got in really close with the Grand Finale orbits, we saw that it is not,” says Michele Dougherty at Imperial College London.

Michele is a dignified and accomplished woman on the Cassini team, but she was wrong on this point. She was wrong on another point, too (as were all the Cassini scientists). Once again, they are excited about being wrong:

Even the seemingly empty space between Saturn’s surface and its rings is more exciting than we thought. “There’s this connection between the rings and the upper atmosphere of Saturn that we just didn’t think would be there,” says Dougherty. “That was a complete surprise.”

Crane goes on to compare the amount of infalling material (dust, ice and gas), measured to be about 45,000 kg (22,000 pounds) per second, this way:

That’s the equivalent of about 1800 cars falling into Saturn every minute – such a downpour may mean that the rings are disappearing faster than we thought.

A little math helps picture this. How much material should have been lost in Saturn’s assumed lifetime? 4.5 x 10 4 kg/s times 86,400 sec/day times 365 days/year times 4.5 x 10 9 years: if this has been going on for the age of the solar system, Saturn’s rings would have lost 24 x 10 21 kg of material by now. In plain English, that’s a whopping 6,500 billion billion kilograms, or 4,800 million billion cars! That’s close to 240 times the entire mass of the rings. Is that credible?

Groundbreaking Science Emerges from Ultra-Close Orbits of Saturn (Jet Propulsion Laboratory). Will JPL apologize for getting it so wrong? Don’t count on it. Scientists must always look good to the public, because they are the high priests of knowledge in our culture.

Scientists can’t be blamed for things that could not be measured or detected before, obviously, but much of what was taught about Saturn and its rings for decades has just been tossed out the window. The press release mentions “surprise” four times. How about that magnetic field? Haven’t students of geophysics been taught that a dynamo in the core generates the field? That’s been falsified, at least in the case of Saturn “That might mean that Saturn produces its magnetic field differently from the other planets in our solar system,” Crane said. Actually, it might mean that the theory for generating magnetic fields is wrong for Všechno planets. Philosophers of science look askance at special pleading.

That’s not the only mystery or surprise, either. The whole mission was a string of surprises:

  • According to everything scientists know about how planetary magnetic fields are generated, Saturn should not have one. It’s a mystery that physicists will be working to solve….
  • Ale scientists were surprised to see that others [particles] are dragged quickly into Saturn at the equator. And it’s all falling out of the rings faster than scientists thought — as much as 22,000 pounds (10,000 kilograms) of material per second.
  • Scientists were surprised to see what the material looks like in the gap between the rings and Saturn’s atmosphere. They knew that the particles throughout the rings ranged from large to small. But the sampling in the gap showed mostly tiny, nanometer-sized particles, like smoke, suggesting that some yet-unknown process is grinding up particles….

Indeed, says project scientist Linda Spilker, “Almost everything going on in that region turned out to be a surprise.” No shame, though “the data is tremendously exciting.”

Co teď? & # 8220Many mysteries remain, as we put together pieces of the puzzle,” Spilker said. “Results from Cassini’s final orbits turned out to be more interesting than we could have imagined.

In all these surprises, mysteries, and falsifications, one thing is never called into question by secular planetary scientists: the assumed age of the solar system. That figure—the Law of the Misdeeds and Perversions—cannot be altered.

Instead of hiding their heads in shame, they are excited about being way off. So what is the likely impact of the revised estimates? Saturn’s rings are young. Plug that into your story of “understanding the origin and history of the rings.” The ramifications are likely to ripple across the solar system, all the way to Earth.


Saturn's Rings: Less than Meets the Eye?

A recent study from NASA's Cassini mission proves that, in the mysterious and beautiful rings of Saturn, appearances can be deceiving.

› Researchers "weighed" the central parts of Saturn's most massive ring for the first time.

› The results confirm that more opaque areas in the rings do not necessarily contain more material.

› Research on the mass of Saturn's rings has important implications for their age.

It seems intuitive that an opaque material should contain more stuff than a more translucent substance. For example, muddier water has more suspended particles of dirt in it than clearer water. Likewise, you might think that, in the rings of Saturn, more opaque areas contain a greater concentration of material than places where the rings seem more transparent.

But this intuition does not always apply, according to a recent study of the rings using data from NASA's Cassini mission. In their analysis, scientists found surprisingly little correlation between how dense a ring might appear to be -- in terms of its opacity and reflectiveness -- and the amount of material it contains.

The new results concern Saturn's B ring, the brightest and most opaque of Saturn's rings, and are consistent with previous studies that found similar results for Saturn's other main rings.

The scientists found that, while the opacity of the B ring varied by a large amount across its width, the mass - or amount of material - did not vary much from place to place. They "weighed" the nearly opaque center of the B ring for the first time -- technically, they determined its mass density in several places -- by analyzing spiral density waves. These are fine-scale ring features created by gravity tugging on ring particles from Saturn's moons, and the planet's own gravity. The structure of each wave depends directly on the amount of mass in the part of the rings where the wave is located.

"At present it's far from clear how regions with the same amount of material can have such different opacities. It could be something associated with the size or density of individual particles, or it could have something to do with the structure of the rings," said Matthew Hedman, the study's lead author and a Cassini participating scientist at the University of Idaho, Moscow. Cassini co-investigator Phil Nicholson of Cornell University, Ithaca, New York, co-authored the work with Hedman.

"Appearances can be deceiving," said Nicholson. "A good analogy is how a foggy meadow is much more opaque than a swimming pool, even though the pool is denser and contains a lot more water."

Research on the mass of Saturn's rings has important implications for their age. A less massive ring would evolve faster than a ring containing more material, becoming darkened by dust from meteorites and other cosmic sources more quickly. Thus, the less massive the B ring is, the younger it might be -- perhaps a few hundred million years instead of a few billion.

"By 'weighing' the core of the B ring for the first time, this study makes a meaningful step in our quest to piece together the age and origin of Saturn's rings," said Linda Spilker, Cassini project scientist at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California. "The rings are so magnificent and awe-inspiring, it's impossible for us to resist the mystery of how they came to be."

While all the giant planets in our solar system (Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune) have ring systems of their own, Saturn's are clearly different. Explaining why Saturn's rings are so bright and vast is an important challenge in understanding their formation and history. For scientists, the density of material packed into each section of the rings is a critical factor in ascribing their formation to a physical process.

An earlier study by members of Cassini's composite infrared spectrometer team had suggested the possibility that there might be less material in the B ring than researchers had thought. The new analysis is the first to directly measure the density of mass in the ring and demonstrate that this is the case.

Hedman and Nicholson used a new technique to analyze data from a series of observations by Cassini's visible and infrared mapping spectrometer as it peered through the rings toward a bright star. By combining multiple observations, they were able to identify spiral density waves in the rings that aren't obvious in individual measurements.

The analysis also found that the overall mass of the B ring is unexpectedly low. It was surprising, said Hedman, because some parts of the B ring are up to 10 times more opaque than the neighboring A ring, but the B ring may weigh in at only two to three times the A ring's mass.

Despite the low mass found by Hedman and Nicholson, the B ring is still thought to contain the bulk of material in Saturn's ring system. And although this study leaves some uncertainty about the ring's mass, a more precise measurement of the total mass of Saturn's rings is on the way. Previously, Cassini had measured Saturn's gravity field, telling scientists the total mass of Saturn and its rings. In 2017, Cassini will determine the mass of Saturn alone by flying just inside the rings during the final phase of its mission. The difference between the two measurements is expected to finally reveal the rings' true mass.

The study was published online by the journal Icarus.

The Cassini-Huygens mission is a cooperative project of NASA, ESA and the Italian Space Agency. JPL, a division of the California Institute of Technology in Pasadena, manages the mission for NASA's Science Mission Directorate in Washington.


How and When Did Saturn Get Those Magnificent Rings?

Cassini, the little spacecraft that could, is going out in a blaze. For the next four months, the most sophisticated probe ever made will dance precariously between the Saturn and her icy rings, capturing spectacular images of this never-explored region. In this grand finale to its 20-year journey, Cassini will draw new attention to the origins of what are already the most glamorous—and mystifying—set of rings in the solar system.

Související obsah

For astronomers, the most enduring mystery about these rings is their age. Although long considered ancient, in recent years their decrepitude has come under debate, with evidence suggesting a more youthful formation. Now new research supports the idea that Saturn’s rings are billions—rather than millions—of years old.

At some point in Saturn’s history, a disk of dust and gas around the moon coalesced into the incredible rings we see today. Some of the moons that dart in and out of those rings may have formed from the same material, meaning that dating those moons could help us zero in on the age of Saturn’s rings. But according to the new research, three of those inner moons are older than scientists had had hypothesized—hinting at an ancient origin for the rings as well.

“It is a very cool puzzle, because everything is linked,” said Edgard Rivera-Valentin, at Arecibo Observatory in Puerto Rico. Rather than tackle the ages of all of the moons and rings, Rivera-Valentin is slowly working his way through the challenge, step-by-step. “I’m trying to cut out one piece” of the puzzle, he says.

In 2016, Rivera-Valentin started using new computer models to examine the collisional history of the Saturn’s moons Iapetus and Rhea, and found that they had formed early on in the 4.6-billion-year life of the solar system. His findings, which he presented at the Lunar and Planetary Sciences conference in Texas in March, support the idea that Saturn’s rings are older than we thought.

In addition to being intriguing in their own right, Saturn's rings and moons may offer hints for those hunting ringed planets outside our own solar system. So far, only one ringed exoplanet has been identified—which seems strange, given that all four gas giants in our own system boast rings. If Saturn’s moons and rings are young, that could provide an explanation.

“If Saturn’s rings are young, then a (hypothetical) observer looking at our solar system would not have seen them if looking, say, one billion years ago,” said Francis Nimmo, a planetary scientist who studies the origins of icy worlds at the University of California at Santa Cruz.

Perhaps other worlds also have short-lived rings, whose brief appearances in the long lens of spacetime make them difficult to spot from Earth. In that case, just as someone beyond the solar system would have a limited opportunity to spy rings around Saturn, human observers would be similarly limited in their ability to spot ringed exoworlds.

Long-lived moons and rings, on the other hand, could mean that such worlds are common and could be hiding in plain sight—either lost in decades of data, or stymied by technological limitations.

This false-color image was creating using radio signals sent from Cassini back to Earth through Saturn's rings. (NASA/JPL)

Ancient scars

When it comes to calculating the ages of other worlds, scientists rely heavily on craters. By linking impact scars to periods of heavy bombardment in the solar system, they can roughly estimate how old the surface is, which provides an upper limit on the world itself. Previous research has suggested that Saturn’s rings and moons are just 100 million years old, making them relatively young in the life of the solar system.

The problem is, how the solar system behaved in the past is a subject of ongoing debate. In�, a new theory emerged that had Uranus and Neptune dancing with one another, slinging icy debris inward towards the rest of the planets. But according to Rivera-Valentin’s research, this rain of material (known as the Late Heavy Bombardment) would have totally destroyed Saturn’s youngest moon, Mimas.

Rivera-Valentin decided to work the problem from the other end. In the past, he’d worked with a student to calculate how much debris slammed into Iapetus, which he says should be the oldest moon under any model. By using a similar technique to figure out how much material scarred another moon, Rhea, he found that the satellite was bombarded far less than Iapetus.

That could be because the amount of material hitting the moon was smaller than previously calculated. Or, it could be because Rhea formed much later than Iapetus, perhaps soon after the Late Heavy Bombardment that took place 3.9 billion years ago. But based on crater counts, Rhea’s scars mean it can’t be quite as young as some models predicted.

“So the model that said they could have formed 100 million years ago, I can at least say no, that’s probably not the case,” Rivera-Valentin said. However, models suggesting Rhea formed around the time of the Late Heavy Bombardment all work with the moon’s cratering history. By striking down one of the supports for younger rings, Rivera-Valentin’s research has helped build the case that Saturn’s satellites have a far older origin.

Turning back the clock

Since the cratering history method is so dependent on our understanding of how the solar system evolved, Nimmo decided to take a different tactic to pursue the ages of the moon. His studies revealed that the moon must be at least a few hundred million years old, ruling out the models that set it at only 100 million years. 

“You can sort of wind the clock back and see where they were at earlier times,” Nimmo said. Previous research on the subject put Mimas right next to Saturn only half a billion years ago, suggesting that it could have been young. However, that research assumed that the moons behaved the same way in the past that they do today.

Nimmo, on the other hand, explored how they could have interacted differently when they were younger. “Even though the satellites are moving out quite fast right now, they weren’t moving out as fast earlier on, and so the satellites can easily be 4 billion years old,” he said.

Nimmo unwound the dynamics of two of the more than 60 moons to find more evidence of their ancient formation. Unlike previous model that rewound the moons based on their orbits today, he accounted for how Saturn would have influenced the moons. Saturn tugs at the moons as they orbit, and the moons tug at one another. These constant pulls heat their centers, and the heat then moves toward the surface.

“It takes time for that temperature to propagate outwards, because heat only gets conducted at a certain rate, so this is a time scale that we can use,” he said.

On Dione, flowing ice has filled some of the impact basins. If the collision itself had melted the ice, the craters would have relaxed into the surface, Nimmo said. Instead, the heat must come from the neighborly tugging. He used the melting as a thermometer to determine that the moon is a minimum of a few hundred million years old, though it could easily have been around for 4.5 billion years. That rules out models that date the moon at only 100 million years.

In future studies, Nimmo hopes to examine other moon like Tethys, whose rapid motion should help narrow down the time around its birth. And although his research, which builds upon previous work done by Jim Fuller at the California Institute of Technology, provides some constraints on the birth of the satellites, the age gap remains large. “It’s not going to solve everything,” he said.

Ringed exoplanets

So far, the only known ringed exoplanet is J1407b, a young world that sports monster rings 200 times larger than Saturn’s and could resemble the gas giants of the early solar system.

“The idea is that Saturn’s rings were once that big,” said Matt Kenworthy of Leiden Observatory, who led the team that identified the monster rings in 2015. Over time, the gas and dust may have formed moons, fallen on the surface, or been blown away by the solar wind. Understanding if the moons, and potentially the rings, are ancient can help reveal if Saturn carries the remnants of these primordial rings.

If Saturn’s rings are old, that should mean they exist around other exoplanets. So why has only one world been identified so far? According to Kenworthy, that’s due in part to time. Spotting a gas giant far enough from its sun to hold onto icy rings requires about 10 years worth of data, information that has only recently been compiled.

“We’ve probably stumbled on one of many which are already sitting in the data, and it’s just a matter of digging through old data,” Kenworthy said.

About Nola Taylor Redd

Nola Taylor Redd is a freelance science writer with a focus on space and astronomy. She is based out of Pennsylvania.


Podívejte se na video: NASA: Ingredients for Life at Saturns Moon Enceladus (Říjen 2022).