Wideo: Jak powstały księżyce Saturna w wyniku potężnego zderzenia z Księżycem

Spróbuj wyobrazić sobie Saturna bez jego charakterystycznych pierścieni. Teraz wyobraźcie sobie dwa duże lodowe księżyce zbliżające się coraz bardziej do siebie, aż do – bum. chaos. To, co było stałe, jest teraz płynne. Odłamki diamentu rozrzucone w ciemności. Wiele fragmentów lodu spada w pobliżu Saturna, pozostaje tam i tańczy wokół gazowego olbrzyma zgodnie, ostatecznie tworząc wspaniałe, ciężkie dyski ciała.

Ta niesamowita scena stanowi część próby odpowiedzi na jedną z największych tajemnic Układu Słonecznego: skąd wzięły się pierścienie Saturna i kiedy powstały?

Badanie opublikowane w tym tygodniu w Dziennik astrofizycznyskłania do poglądu, że nie mają one miliardów lat, ale powstały w niedawnej przeszłości astronomicznej – być może w wyniku zderzenia dwóch skromny Rozmiar Księżyce z plamami mrozu sprzed zaledwie kilkuset milionów lat.

„Jestem pewien, że fajnie byłoby zobaczyć, czy dinozaury miały wystarczająco dobry teleskop” – powiedział. Jakub Kegerispracownik naukowy w NASA Ames Research Center w Mountain View w Kalifornii, jest jednym z autorów badania.

Dr Kegeris i jego współpracownicy przetestowali hipotezę młodszych pierścieni, korzystając z badań rozpowszechnianych w Wielkiej Brytanii przy użyciu zaawansowanego sprzętu komputerowego. Ten system superkomputerowy umożliwił naukowcom wielokrotne bardziej szczegółowe odtworzenie tej katastrofy oraz jej bezpośrednich skutków, a także uznali tę historię za wiarygodną.

Symulacje zespołu mogą pomóc naukowcom w badaniu pochodzenia nie tylko pierścieni Saturna, ale wszystkich światów. Saturn wraz z niezliczonymi księżycami „można uznać za mały układ słoneczny” – powiedział. Scotta Shepparda, astronom z Carnegie Institution for Science w Waszyngtonie, który nie był zaangażowany w nowe badanie. „Saturn jest idealnym laboratorium do zrozumienia, w jaki sposób powstają planety i księżyce”.

Saturn ma 4,5 miliarda lat, czyli jest prawie starszy od Słońca. Uważano, że jej pierścienie są podobnie starożytne, dopóki sonda Cassini nie badała planety dokładnie przez 13 lat. Przez miliardy lat byłby zaśmiecony innymi pyłowymi śmieciami kosmicznymi. Ale pojawiły się pierścienie lodowe Bardzo lśniące i czyste Być prymitywnym.

To, wraz z innymi dowodami, przekonało wielu naukowców badających Saturna, że ​​pierścienie pojawiły się kilkaset milionów lat temu. Jeśli nie pojawiły się podczas pandemonium wczesnego Układu Słonecznego, kiedy duże obiekty regularnie się zderzały, to powstały w stosunkowo spokojnych dniach niedawnej astronomicznej przeszłości. ale jak?

Saturn ma obecnie co najmniej 145 księżyców, a przed rozwinięciem się pierścieni mógł mieć ich znacznie więcej. Naukowcy uważają, że ogromna grawitacja Słońca mogła stopniowo destabilizować orbity niektórych księżyców. Skończyło się zderzeniem dwóch księżyców.

Nowe badanie wykazało, że zderzenie dwóch lodowych satelitów spowodowałoby eksplozję dużej ilości zamrożonego konfetti w kierunku Saturna. Gdyby ten lód przekroczył i pozostał poza granicą Roche’a – granicą, powyżej której pływy grawitacyjne planety powodują rozpad księżyców – miałby szansę uformować te pierścienie.

Fragmenty pozostałe po maksimum mogły zderzyć się z innymi satelitami, rozpraszając je i uwalniając więcej materiału, który może zlepiać się, tworząc nowonarodzone księżyce.

Nie jest jasne, który z obecnych księżyców jest uważany za względnego nastolatka. Ale ReaPrzykładem może być drugi co do wielkości księżyc Saturna po Tytanie. Gdyby był starszy, przeżyłby inną grawitację, a jego orbita byłaby bardziej skośna. Zamiast tego Rhea jest okrągła i płaska, co sugeruje, że powstała bardzo niedawno – być może zbudowana z materiału niedawno wypuszczonego do budowy Księżyca.

Na niektórych księżycach Saturna mogą znajdować się podpowierzchniowe oceany nadające się do zamieszkania. Ale jeśli te księżyce są młodsze, niż sądzono, możliwość ta może zostać zmniejszona.

„Nadal nie wiemy, jakie są szanse na rozwój tam życia” – stwierdził dr Kegeris. Jeśli jednak niektóre z tych księżyców są młodsze, niż przypuszczają naukowcy, może to zmniejszyć szanse na istnienie tam życia.

Długotrwała debata na temat źródła halo Saturna nie zostanie rozstrzygnięta w tym badaniu. Podkreśla jednak, że pierścionki są ulotną i stale zmieniającą się, a nie statyczną ozdobą.

„Niezależnie od tego, czy jest to Saturn, czy gdzieś indziej, myślę, że interesujące jest to, jak dramatyczny jest Układ Słoneczny” – stwierdził dr Kegeris.