Hvorfor har Saturn ringer rundt seg?

Sikkert en av de vakreste severdighetene solsystemet har å tilby, Saturn sitter omsluttet av den fulle prakten av sine staselige ringer. NASA/JPL/Space Science Institute

SaturnDe slående ringene gjør den til en av de vakreste gjenstandene for stjernekiggere å plukke ut på himmelen. Det praktfulle ringsystemet er synlig selv gjennom et lite teleskop, men ikke med mye detaljer. Den beste utsikten har kommet fra romfartøyer, som Voyagers, og Cassini-oppdragene. Fra disse nære møtene har planetariske forskere fått mye informasjon som hjelper til med å belyse opprinnelsen, bevegelsene og utviklingen til Saturns ringer.

Viktige takeaways

• Saturns ringer er hovedsakelig laget av is, ispedd støvpartikler.
• Saturn har seks store ringsystemer, med skiller mellom dem.
• Ringene kan ha dannet seg da en liten måne vandret for nær Saturn og brøt i stykker, men partikler kan også ha kommet fra bortkommen kometer eller asteroider.
• Ringene antas å være ganske unge, bare noen hundre millioner år gamle, og iht NASA , kan de forsvinne i løpet av de neste hundre millioner årene eller så.

Gjennom et teleskop ser ringene til Saturn nesten solide ut. Noen tidlige astronomer, som Jean-Dominique Cassini, var i stand til å identifisere det som så ut som 'hull' eller brudd i ringene. Den største av disse ble oppkalt etter den berømte astronomen, Cassini-divisjonen. Først trodde folk at pausene var tomme områder, men romfartøysvisninger fra 1900-tallet viste at de også var fylt med materiale.

Hvor mange ringer har Saturn?

Det er seks store ringregioner. De viktigste er A-, B- og C-ringene. De andre, D (den nærmeste), E, ​​F og G er mye svakere. Et kart over ringene viser dem i følgende rekkefølge, som starter like over overflaten til Saturn og beveger seg utover: D, C, B, Cassini-divisjonen, A, F, G og E (den fjerneste). Det er også en såkalt 'Phoebe'-ring som har samme avstand som måne Phoebe. Ringene er navngitt alfabetisk i henhold til rekkefølgen de ble oppdaget i.

Dette bildet laget av romfartøyet Cassini fanger nesten hele ringsystemets ulike regioner. NASA/JPL/Space Science Institute/Wikimedia Commons/Public Domain

Ringene er brede og tynne, med den bredeste som strekker seg opp til 282 000 kilometer (175 000 miles) fra planeten, men bare noen få titalls fot tykke de fleste steder. Det er tusenvis av ringer i systemet, som hver består av milliarder av isbiter som går i bane rundt planeten. Ringpartiklene er i stor grad laget av veldig rene vann is. De fleste stykker er ganske små, men noen er på størrelse med fjell eller til og med små byer. Vi kan se dem fra jorden fordi de er lyse og reflekterer mye sollys.

Kunstnerens oppfatning av klumpende ringmateriale i bane rundt Saturn. Noen ringpartikler er store mens andre er små. NASA/JPL/University of Colorado/Wikimedia Commons/Public Domain

Ringpartikler holdes på plass av gravitasjonsinteraksjoner med hverandre og med små måner innebygd i ringene. Disse 'gjetere-satellittene' rir flokk på ringpartiklene.

Hvordan Saturn fikk ringene sine

Mens forskere alltid har visst at Saturn har ringer, vet de ikke hvor lenge ringene har eksistert og når de ble til. Det er to hovedteorier.

Born This Way, Theory One

I mange år har forskere antatt at planeten og dens ringer ble til tidlig i historien tilsolsystemet. De trodde ringene ble laget av eksisterende materialer: støvpartikler, steinete asteroider, kometer og store isblokker.

Den teorien holdt seg frem til de første romfartøyutforskningene gjort av Voyager-oppdragene som startet i 1981. Bilder og data viste endringer i ringene, selv over korte tidsperioder. Cassini-misjonen ga ytterligere informasjon som forskere fortsatt analyserer, noe som indikerer at ringpartikler går tapt over korte tidsperioder. En annen ledetråd om ringenes alder kommer fra den svært rene vannissammensetningen til partiklene. Forskere hevder at dette betyr at ringene er mye, mye yngre enn Saturn. Eldre ispartikler ville blitt mørkere av støv over tid. Hvis det er sant, kan det hende at ringene vi ser nå ikke dateres tilbake til Saturns opprinnelse.

En ødelagt måne, teori to

Alternativt kan det nåværende ringsystemet ha blitt opprettet da en måne på størrelse med Mimas forvillet seg for nær Saturn for rundt 200 millioner år siden og brøt fra hverandre, på grunn av Saturns enorme gravitasjon . De resulterende bitene ville da ha falt i bane rundt Saturn, og skapt ringene vi ser i dag. Det er mulig at dette månebruddsscenarioet har utspilt seg mange ganger i løpet av planetens 4,5 milliarder år lange levetid. Ringene vi ser i dag er bare det nyeste settet, ifølge denne teorien.

Det er også mulig at en veldig tidlig 'Titan-lignende' verden kunne ha vært involvert i dannelsen av ringene, og dannet et system som er mye større og mer massivt enn de man ser i dag.

Visste du?

Saturn er ikke den eneste planeten med ringer.Kjempe Jupiter,mystiske Uranus, ogkjølige Neptunhar de også.

Uansett hvordan de ble dannet, fortsetter Saturns ringer å endre seg over tid, og får materiale etter hvert som mindre gjenstander vandrer for nærme. Basert på data samlet inn underCassini oppdrag, mener forskere at ringene tiltrekker seg interplanetært støv, som hjelper til med å fylle opp materialer som går tapt over tid. Aktivitet inne i ringene av de hyrde månene forårsaker også endringer i ringene.

Denne samlingen av Cassini-bilder gir kontekst for å forstå plasseringen og skalaen til propellformede funksjoner observert i Saturns A-ring. NASA/JPL/Space Science Institute/Wikimedia Commons/Public Domain

Fremtiden til Saturns ringer

Forskere har en rekke teorier om hvordan de nåværende ringene kan forsvinne, men de fleste er enige om at de sannsynligvis ikke vil vare lenge. Nye ringer ville bare dannes hvis noe kom nær nok til å bli revet i stykker. Andre mindre partikler, mens de blir gjetet av de nærliggende månene, kan spre seg ut i verdensrommet og gå tapt for systemet. Når månene selv migrerer utover, vil ringpartiklene de 'gjeter' spre seg.

Partikler kan 'regne' inn i Saturn, eller forsvinne til verdensrommet. I tillegg bombardement av og kollisjoner med meteoroider kan slå partikler ut av bane. Over tid kan disse handlingene føre til at ringene mister masse og til slutt forsvinner helt. Cassini-data peker på ideen om at de nåværende ringene kan være noen hundre millioner år gamle på det meste. De kan bare vare ytterligere hundre millioner år før de forsvinner til verdensrommet eller til planeten. Det betyr at Saturns ringer er flyktige sammenlignet med planeten selv, og at planeten kunne ha hatt mange sett med ringer da mindre verdener vandret for nært i løpet av Saturns levetid.

Én ting er forskerne enige om - tid betyr forskjellige ting for en planets levetid, og vi vil kunne sette pris på Saturns fantastiske ringer i mange årtusener til.

Kilder

Grossman, Lisa. Saturns ringer kan være strimlede måner. Vitenskapsnyheter for studenter, 24. januar 2018.

'Hvor tykke er Saturns ringer?' Reference Desk, Hubblesite.

'Saturn.' NASA, 25. april 2019.

Steigerwald, Bill. 'NASA-forskning avslører at Saturn mister ringene med 'Worst-Case-Scenario' rate.' Nancy Jones, NASA, 17. desember 2018, Greenbelt, Maryland.