Teško je zamisliti Saturn bez njegovih veličanstvenih, obimnih, komplikovanih prstenova. Ipak, kada je sonda Cassini stigla da proučava planetu 2004. godine, napravila je neobično otkriće: komadi leda i čestice koje čine prstenove bili su neobično čisti, bez prašine koju su astronomi očekivali da pronađu kao rezultat stalnog bombardovanja mikrometeoroidima iznad milijarde godina.
Naučnici su mislili da to znači da prstenovi nisu uvek bili tamo; da oni, u stvari, nisu bili stariji od 100 do 400 miliona godina. Dinosaurusi su mogli da gaze Zemlju sa golim Saturnom bez prstena na nebu iznad njih.
Pa, možete ublažiti tu uznemirujuću mentalnu sliku iz svog mozga. Nova studija istraživača sa Instituta za nauku u Tokiju i Francuskog Nacionalnog centra za naučna istraživanja otkrila je da su Saturnovi prstenovi ipak možda drevni – sa zgodnim objašnjenjem kako je led u njima možda ostao čist kao zvižduk.
„Podaci iz svemirske letelice Kasini sugerišu da bi prstenovi mogli biti mladi jer izgledaju tako čisti, i mnogi ljudi su jednostavno prihvatili taj zaključak. Međutim, naš teorijski rad sada pokazuje da čist izgled ne znači da su prstenovi nužno mladi“, planetarni naučnik Rjuki Hiodo sa Instituta za nauku u Tokiju rekao je za ScienceAlert.
„Dakle, mislim da je ovo važan uvid za vođenje budućih misija istraživanja planeta; bolje da vas ne zavara njegov prvi pogled.“
Iako i druge džinovske planete u Sunčevom sistemu imaju prstenove, oni nisu nimalo nalik Saturnovom. Jupiter, Uran i Neptun su oivičeni nežnim, eteričnim prstenovima koji se teško mogu videti ako ne koristite prave talasne dužine za posmatranje.
Saturn je, nasuprot tome, praktično definisan svojim obimnim prstenovima. Čini se verovatnim da bi, izvan Sunčevog sistema, prstenovi mogli biti uobičajeni, s obzirom na veliki broj identifikovanih egzoplaneta gasovitih divova – ali ne znamo mnogo o prstenovima poput Saturnovog. Ako su relativno kratkog veka, traju samo nekoliko stotina miliona godina pre kolapsa, naše iskustvo o njima je možda samo bio slučaj da smo bili na pravom mestu u pravo vreme.
Ali ako su duže žive, to ne utiče samo na Sunčev sistem; veličanstveni planetarni prstenovi mogu razumno biti nešto što možemo da uzmemo u obzir u zagonetnim posmatranjima drugih zvezda.
Pretpostavka o mladosti Saturnovih prstenova bila je zasnovana na odsustvu prašine od stalnog bombardovanja brzih meteoroida koji udaraju o led koji čini prstenove. Hjodo i njegove kolege su želeli da znaju da li postoji drugo objašnjenje za mladalački izgled prstenova, pa su sproveli teorijsko modeliranje kako bi videli šta se dešava kada udarite česticu prašine velikom brzinom u led u hladnom svemirskom vakuumu.
Sićušni mikrometeoroidi, veličine manje od 100 mikrona, kruže oko Saturna, ubrzani Saturnovom moćnom gravitacionom silom. U međuvremenu, komadi leda koji čine prstenove mogu biti prilično veći, od centimetara do metara.
Kada čestica koja putuje brzinom većom od 25 kilometara (oko 15 milja) u sekundi udari u komad leda, umesto da zagadi led, toplota udara izaziva isparavanje i mikrometeoroida i male površine na površini leda; od kojih se neki kondenzuju u nanočestice, a ostatak ostaju atomi i molekuli.
Odatle, „nano-čestice i atomi i molekuli se naelektrišu u plazma okruženju oko Saturna; jednom napunjeno, Saturnovo magnetno polje utiče na orbite naelektrisanih nano-čestica i jona“, objasnio je Hjodo.
„Na kraju, mikrometeoroidni materijal (materijal za tamnjenje prstenova), sada u obliku nano-čestica i jona, ili udari u planetu ili pobegne u Saturnovu atmosferu ili u svemir. U zaključku, prstenovi jedva da potamne mikrometeoroid uticaj.“
Ako je to slučaj, Saturnovi prstenovi bi mogli biti stari milijarde godina. Pored toga, fenomen bi mogao da znači da će Saturnovi prstenovi postojati duže nego što smo mislili. Kasini je otkrio ogromne količine vode koje su padale sa Saturnovih prstenova na planetu – dovoljno da napuni olimpijski bazen svakih pola sata.
Uočeni padajući materijal tumačen je kao brzina kojom se prstenovi raspadaju; sa samo 100 miliona godina pre nego što su otišle do neprepoznatljivosti. Ali, Hiodo i njegove kolege su otkrili da bi prstenasta kiša mogla biti isparena voda od bombardovanja mikrometeoroidima.
Ako su Saturnovi prstenovi stariji, takođe ih je lakše objasniti. Sunčev sistem je bio mnogo haotičniji pre nekoliko milijardi godina, povećavajući izglede za događaj kao što je sudar između asteroida ili beba planeta koji su stvorili oblake krhotina koji su se motali oko Saturna i postali njegovi prstenovi.
U ovom trenutku to je samo hipoteza – ali bi to sigurno sredilo nekoliko tekućih pitanja o Saturnu i njegovim prstenovima. Hiodo i njegove kolege rade na daljem istraživanju svojih otkrića.
„Nakon naše studije, moj kolega sada sprovodi laboratorijske eksperimente kako bi simulirao uticaj mikrometeoroida na ledene čestice. Ovi eksperimenti mogu pomoći da se dalje validiraju naši rezultati“, rekao je on za ScienceAlert.
„Pored toga, vodim naučne timove u nekoliko japanskih misija za istraživanje planeta, uključujući potencijalnu buduću misiju posvećenu bližem proučavanju Saturnovih prstenova. Takva misija bi nam omogućila da se približimo prstenovima na mnogo bližoj udaljenosti nego što je to učinio Kasini, što bi omogućilo da direktno posmatramo udarne događaje ili prikupimo indirektne dokaze koji bi mogli baciti više svetla na starost prstenova.“
