Μπορείτε να φανταστείτε το Ηλιακό Σύστημα χωρίς δαχτυλίδια του Κρόνου; Μπορείτε να οραματιστείτε τη Γη τη στιγμή που οι δεινόσαυροι περιπλανήθηκαν στον πλανήτη; Σύμφωνα με ένα νέο έγγραφο, οι δύο μπορεί να συνέπεσαν.
Τα δεδομένα από την αποστολή Cassini δείχνουν ότι τα δαχτυλίδια του Κρόνου μπορεί να είναι μόλις 10 έως 100 εκατομμύρια ετών. Μπορεί να μην ήταν εκεί κατά τη διάρκεια της βασιλείας των δεινοσαύρων, και στην πραγματικότητα μπορεί να είναι μια αρκετά σύγχρονη εξέλιξη στο Ηλιακό μας Σύστημα.
Ο Cassini συγκέντρωσε αυτά τα δεδομένα κατά την τελική του τροχιά γύρω από τον Κρόνο το 2017, 13 χρόνια μετά την άφιξή του στον γίγαντα φυσικού αερίου. Καθώς εξαντλήθηκε τα καύσιμα, η ομάδα του Cassini έστειλε το διαστημικό σκάφος σε μια σειρά 22 υπερ-κλειστών τροχιών μεταξύ του Κρόνου και των δακτυλίων του, 2600-3900 χλμ. (1600-2400 μίλια) πάνω από τις κορυφές των νεφών. Τα δεδομένα από αυτές τις καταδύσεις οδήγησαν τους επιστήμονες σε αυτήν τη νέα εκτίμηση ηλικίας για τα δαχτυλίδια του Κρόνου.
«Μόνο πλησιάζοντας στον Κρόνο στις τελικές τροχιές του Cassini, καταφέραμε να συγκεντρώσουμε τις μετρήσεις για να κάνουμε τις νέες ανακαλύψεις».
Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Luciano Iess, ομάδα επιστημονικής επιστήμης Cassini, Πανεπιστήμιο Sapienza της Ρώμης.
Σε 6 από τις 22 κοντινές τροχιές, ο Cassini δημιούργησε μια ραδιοφωνική σύνδεση με τη Γη. Παρακολουθώντας αυτόν τον σύνδεσμο, οι επιστήμονες μπόρεσαν να προσδιορίσουν το βαρυτικό πεδίο του Κρόνου και τη μάζα των δακτυλίων του. Οι νέες εκτιμήσεις ηλικίας βασίζονται σε αυτά τα δεδομένα και τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν σε μια εφημερίδα με τίτλο «Μέτρηση και επιπτώσεις του πεδίου βαρύτητας του Κρόνου και της μάζας δακτυλίου».
Πριν από αυτές τις βαθιές καταδύσεις, η Cassini ήταν πάντα έξω από τους δακτυλίους, πράγμα που σημαίνει ότι οι βαρυτικές αναγνώσεις ήταν συνδυασμοί της μάζας του Κρόνου και της μάζας των δαχτυλιδιών. Βυθίζοντας ανάμεσα στον πλανήτη και τους δακτυλίους του, ο Cassini κατάφερε να διαχωρίσει τη βαρύτητα του Κρόνου από τους δακτυλίους, επιτρέποντας τη μέτρηση της μάζας των δακτυλίων.
Όπως λέει η νέα εφημερίδα, «Η εσωτερική δομή του Κρόνου, το βάθος των ανέμων του και η μάζα και η ηλικία των δακτυλίων του περιορίζουν τον σχηματισμό και την εξέλιξή του». Ο Cassini στάλθηκε στον Κρόνο, τουλάχιστον εν μέρει, για να καταλάβει πώς ταιριάζουν όλοι αυτοί οι παράγοντες. Η εργασία συνεχίζει να λέει, «Οι μετρήσεις της βαρύτητας στον Κρόνο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της μάζας των δακτυλίων, η οποία σχετίζεται με την ηλικία τους με δυναμικές και συνθετικές μεθόδους γνωριμιών».
Αυτό το άρθρο, με επικεφαλής το μέλος της ομάδας ραδιοεπιστημών Cassini Luciano Iess, του Πανεπιστημίου Sapienza της Ρώμης, επικεντρώθηκε μόνο στους δακτυλίους Α, Β και Γ. Η μάζα των άλλων πολύ μικρότερων δακτυλίων, θεωρήθηκε αμελητέα.
«Μόνο πλησιάζοντας στον Κρόνο στις τελικές τροχιές του Cassini, καταφέραμε να συγκεντρώσουμε τις μετρήσεις για να κάνουμε τις νέες ανακαλύψεις», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Luciano Iess. "Και με αυτό το έργο, ο Cassini εκπληρώνει έναν θεμελιώδη στόχο της αποστολής του: όχι μόνο για τον προσδιορισμό της μάζας των δαχτυλιδιών, αλλά για τη χρήση των πληροφοριών για τη βελτίωση των μοντέλων και τον προσδιορισμό της ηλικίας των δακτυλίων."
Πώς μας λέει η μάζα των δαχτυλιδιών του Κρόνου την ηλικία τους;
Οι επιστήμονες γνωρίζουν ήδη ότι υπάρχει σχέση μεταξύ της μάζας των δακτυλίων του Κρόνου και της ηλικίας τους. Όσο χαμηλότερη είναι η μάζα των δακτυλίων, τόσο νεότεροι είναι. Αυτό συμβαίνει επειδή οι δακτύλιοι είναι φωτεινοί και ως επί το πλείστον κατασκευασμένοι από πάγο. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, θα είχαν μολυνθεί από συντρίμμια και θα είχαν σκοτεινιάσει, υποδηλώνοντας μεγαλύτερη ηλικία. Επίσης, για να είναι μεγαλύτεροι, θα έπρεπε να είναι πολύ πιο μεγάλοι για να έχουν επιβιώσει εδώ και πολύ καιρό. Δεν μπορούν να είναι τόσο παλιά όσο και φωτεινά. Έτσι τώρα που οι επιστήμονες έχουν έναν καλύτερο υπολογισμό της μάζας των δακτυλίων, μπορούν να εκτιμήσουν την ηλικία με μεγαλύτερη ακρίβεια.
Αυτή η εκτίμηση της ηλικίας των δακτυλίων έρχεται σε αντίθεση με προηγούμενες μελέτες που βασίζονται σε στοιχεία του Cassini. Μια μελέτη του 2008 έδειξε ότι οι δακτύλιοι είναι δισεκατομμύρια ετών. Με τα χρόνια, άλλες μελέτες έκαναν παρόμοια περίπτωση. Αλλά μέχρι τώρα, καμία μελέτη δεν είχε τις ακριβείς μετρήσεις μάζας για να δουλέψει.
Το πρόβλημα του πώς σχηματίζονται οι δακτύλιοι παραμένει. Η νέα απόδειξη των νέων δαχτυλιδιών προσδίδει εμπιστοσύνη στις θεωρίες ότι σχηματίστηκαν από έναν κομήτη που περιπλανήθηκε πολύ κοντά και διαλύθηκε από τη βαρύτητα του Κρόνου - ή από ένα γεγονός που έσπασε μια προηγούμενη γενιά παγωμένων φεγγαριών.
«Για τους νεότερους δακτυλίους, θα απαιτούσε κομήτη, ή έναν κένταυρο (ένα από μια ομάδα μικρών, παγωμένων αντικειμένων), ή ίσως ακόμη και ένα φεγγάρι που κινείται πολύ κοντά στον Κρόνο. Η βαρύτητα του Κρόνου θα διαλύσει αυτό το αντικείμενο και στη συνέχεια τα υπόλοιπα κομμάτια θα σχηματίσουν δαχτυλίδια », εξήγησε η Linda Spilker, επιστήμονας του έργου Cassini της Nasa, το 2017.
Πιστεύεται εδώ και πολύ καιρό ότι τα δαχτυλίδια ήταν δισεκατομμύρια χρόνια, και σχηματίστηκαν λίγο μετά τον Κρόνο. Όμως, καθώς οι επιστήμονες εργάζονται για το πρόβλημα, και καθώς παίρνουμε όλο και καλύτερα δεδομένα, αυτή η άποψη εξαφανίζεται. Μοιάζει όλο και περισσότερο σαν κάτι να ήταν πολύ κοντά στον Κρόνο στο πρόσφατο παρελθόν και διαλύθηκε, σχηματίζοντας τους δακτυλίους.
Πόσο ζυγίζουν τα δαχτυλίδια του Κρόνου;
Σύμφωνα με αυτές τις νέες μετρήσεις, η μάζα των δακτυλίων του Κρόνου είναι (1,54 ± 0,49) × 1019 kg, ή περίπου 15,4 sextillion kg. Έτσι, οι δακτύλιοι έχουν μάζα περίπου το μισό από το Μήμα του φεγγαριού του Κρόνου. Για να έχετε κάτι ενδιαφέρον να πείτε στο επόμενο κοκτέιλ πάρτι σας.
Πηγές:
- Ερευνητικό έγγραφο: Μέτρηση και επιπτώσεις του πεδίου βαρύτητας του Κρόνου και της μάζας δακτυλίου
- Δελτίο Τύπου: Το Cassini Data Show της Saturn's Rings είναι νέο της NASA
- BBC News: Η Cassini υπαινίσσεται σε νεαρή ηλικία τα δαχτυλίδια του Κρόνου
- Wikipedia: Δαχτυλίδια του Κρόνου
- Space Magazine: Τα δαχτυλίδια του Κρόνου μπορεί να είναι δισεκατομμυρίων ετών
