Saturnus ringar kan ha kommit från en förstörd måne som heter Chrysalis

Ursprunget till Saturnus ringar, dess ovanliga lutning och det märkliga bandet mellan planeten och Neptunus har varit mysterier i flera år. De skulle alla kunna lösas genom att förstöra en måne

Plats


15 september 2022

Planeten Saturnus i det djupa rymden med stora månar enligt skala (element av planetstruktur för 3d-rendering tillhandahållna av NASA

Hur fick Saturnus sina ringar och lutade?

Shutterstock/Johan Swanepoel

Saturnus kan ha fått både sin lutning och sina ringar från en måne som slets sönder. Simuleringar med data från rymdfarkosten Cassini visar att ytterligare en måne mellan Titan och Iapetus, som förstördes för mellan 100 miljoner och 200 miljoner år sedan, kan förklara båda dessa långvariga mysterier.

Saturnus axel lutar cirka 27 grader i förhållande till planet för sin omloppsbana, och den lutningen förändras långsamt över tiden i ett fenomen som kallas precession, som en snurra som vinglar på ett bord. Hastigheten för denna precession är nästan exakt densamma som precessionshastigheten för Neptunus omloppsbana, så astronomer trodde att de två kunde kopplas ihop, kallad resonans. Om så är fallet skulle det vara möjligt att rörelsen av Titan – Saturnus största måne – i kombination med resonansen, kunde ha dragit Saturnus upp på sidan.

Men när Jack Wisdom vid Massachusetts Institute of Technology och hans kollegor undersökte data från Cassini, fann de att Saturnus knappt var utanför denna resonans, vilket möjligen indikerar att den relativt nyligen drevs ut ur den. De fann också att om det tidigare varit i resonansen, baserat på Titans nuvarande rörelse, skulle det ha en lutning på cirka 36 grader vid det här laget.

De hävdar att båda dessa fynd kan förklaras av en extra måne som en gång kretsade runt planeten och sedan förstördes eller kastades ut ur systemet, våldsamt tryckte Saturnus ur resonans och tryckte den tillbaka mot upprätt. “När du har en sådan händelse, skulle hela systemet ha skakat och lutat Saturnus tillbaka”, säger Maryame El Moutamid vid Cornell University i New York, som inte var involverad i detta arbete.

Om den extra månen förstördes kunde skräpet som lämnats efter senare ha blivit Saturnus ringar, vilket fick forskarna att döpa denna havererade måne Chrysalis efter den form som en larv tar när den förvandlas till en fjäril. “Fjärilen är länge vilande i denna puppafas och sedan avslöjar den sig själv och slår med vingarna”, säger Wisdom. “På liknande sätt var det här bara en liten måne gjord av is och sedan dök ringarna plötsligt upp när den slets isär.”

Om denna händelse inträffade för mellan 100 miljoner och 200 miljoner år sedan, skulle det förklara Saturnus nuvarande lutning, dess närhet till resonansen med Neptunus och ursprunget till Saturnus ringar, allt i ett slag. När forskarna utförde 390 simuleringar av Saturnussystemet inklusive Chrysalis, matchade 17 av dem ungefär det system vi ser nu, ringar och allt.

Hur elegant den här lösningen än verkar blir det svårt att bevisa, säger El Moutamid. “Det är svårt att validera en osannolik händelse, och här är det två osannolika händelser som måste hända samtidigt”, säger hon. “Men fysiken är inte fel – simuleringarna visar en liten sannolikhet, men den är inte försumbar.” Det kan krävas en annan rymdfarkost, som kretsar extremt nära Saturnus så att den kan ta detaljerade observationer, för att säkert veta om Chrysalis existerade.

Journalreferens: Vetenskap, DOI: 10.1126/science.abn1234

Anmäl dig till vårt kostnadsfria Launchpad-nyhetsbrev för en resa genom galaxen och bortom, varje fredag

Mer om dessa ämnen:

Leave a Comment

Your email address will not be published.