«Εργοστάσια» παραγωγής φεγγαριών τα δαχτυλίδια του Κρόνου, Saturn's rings may double up as a moon factory

Saturn's B ring begins at the inner blue band and stretches to the right into the yellow area in this false-colour Cassini image. The formation of clumps is strongest in the blue region (Image: NASA/JPL/Space Science Institute).

Οι δορυφόροι του Κρόνου, του Ουρανού και του Πλούτωνα -ενδεχομένως και το φεγγάρι της Γης- σχηματίστηκαν από τη συσσωμάτωση των υλικών που περιείχαν γιγάντιοι δακτύλιοι γύρω από αυτούς τους πλανήτες, υποδεικνύει νέο μαθηματικό μοντέλο.

Η κρατούσα θεωρία θέλει τους δορυφόρους και τους πλανήτες να σχηματίζονται από την ίδια περίπου διαδικασία: όπως οι πλανήτες προέκυψαν από τη συσσωμάτωση υλικών που περίσσεψαν από το σχηματισμό του Ήλιου και δημιούργησαν έναν δίσκο γύρω από το νεογέννητο άστρο, έτσι και οι δορυφόροι σχηματίστηκαν από τους δίσκους αερίων και σκόνης που περιέβαλλαν τους νεογέννητους πλανήτες.

Νέα τροπή στην κρατούσα θεωρία

Σύμφωνα με νέα μελέτη στο περιοδικό Science, το μοντέλο αυτό πράγματι ισχύει για τον Δία, όχι όμως και στις περιπτώσεις του Κρόνου, του Ουρανού και του Ποσειδώνα, τριών αέριων γιγάντων στο εξώτερο Ηλιακό Σύστημα.

Saturn's moons Pan and Atlas (pictured above) may have formed in two stages - their cores may be remnants of the breakup of a large icy body early in the solar system's history and their ridges may have formed later, as the cores swept up material from Saturn's rings. The scenario might explain why the ridges appear smooth and the polar regions rough (Synthetic image: CEA/ANIMEA/Science).

Γάλλοι ερευνητές ήθελαν να εξηγήσουν την ασυνήθιστη διάταξη των δεκάδων φεγγαριών του Κρόνου: πολλά από αυτά βρίσκονται στα όρια των δακτυλίων του πλανήτη και η μάζα τους τείνει να αυξάνεται όσο πιο μεγάλη είναι τροχιά τους.

Σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία, τα υλικά των δακτύλιων δεν μπορούν να συμπυκνωθούν και να σχηματίσουν δορυφόρους επειδή βρίσκονται υπερβολικά κοντά στον πλανήτη, του οποίου η βαρύτητα θα διέλυε κάθε νεογέννητο φεγγάρι.

An animation shows how Saturn's moons Pan and Atlas grew by sweeping up particles from Saturn's rings (Courtesy of CEA/ANIMEA).

Τώρα, η ομάδα του Ορελιέν Κριτά στο Αστεροσκοπείο Κυανής Ακτής στη Γαλλία υπολογίζει ότι αυτό δεν ισχύει απόλυτα: τα υλικά που βρίσκονται στην εσωτερική πλευρά ενός δακτυλίου (αυτή που κοιτάζει προς τον πλανήτη) θα πρέπει να ανταλλάσσουν διαρκώς γωνιακή ορμή με τα υλικά που βρίσκονται στην εξωτερική πλευρά. Αυτό θα σήμαινε ότι τα υλικά στην εσωτερική πλευρά θα έχαναν διαρκώς ενέργεια και θα έπεφταν προς τον πλανήτη, ενώ τα υλικά στην εξωτερική πλευρά θα αποκτούσαν ολοένα περισσότερη ενέργεια και σταδιακά θα απομακρύνονταν από τον πλανήτη.

Σχηματισμός νέων φεγγαριών

Οι προσομοιώσεις του Κριτά έδειξαν ότι τα υλικά που απομακρύνονται από την εξωτερική πλευρά του δακτυλίου θα σχημάτισαν σταδιακά έναν νέο δορυφόρο, ο οποίος θα μετανάστευε πιο μακριά από τον πλανήτη μετά τη γέννησή του.

Και εφόσον ο δακτύλιος διέθετε αρκετά υλικά, ένα δεύτερο φεγγάρι θα σχηματιζόταν στη συνέχεια στην ίδια θέση με το πρώτο, και ούτω καθεξής.

O Τιτάνας και η Διώνη, δύο από τα δεκάδες φεγγάρια του Κρόνου, με φόντο τους δακτυλίους όπως φαίνονται από το πλάι (Εικόνα της αποστολής Cassini: NASA/JPL/Caltech).

«Διαπιστώνουμε ότι [το νέο μοντέλο] ταιριάζει πολύ καλά με ό,τι βλέπουμε στα φεγγάρια του Κρόνου» σχολιάζει ο Κριτά.

Βέβαια, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας δεν διαθέτουν σήμερα δακτυλίους μεγάλης μάζας, ωστόσο η κατανομή των δορυφόρων τους υποδεικνύει ότι κάποτε είχαν.

Είχε και η Γη δαχτυλίδια; 

Earth with rings image courtesy Damien Bouic.

Το νέο μοντέλο αφήνει μάλιστα ανοιχτό το ενδεχόμενο να διέθετε και η Γη τα δικά της γιγάντια δαχτυλίδια.

Σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία για τον σχηματισμό της Σελήνης, το φεγγάρι είναι το αποτέλεσμα μιας αρχαίας σύγκρουσης ανάμεσα στη Γη και ένα άλλο σώμα στο μέγεθος του Άρη. Ο δρ Κριτά εκτιμά τώρα ότι τα συντρίμμια της σύγκρουσης μπορεί να σχημάτισαν έναν δακτύλιο, τα υλικά του οποίου συμπυκνώθηκαν σε έναν και μοναδικό δορυφόρο σε διάστημα μικρότερο του ενός μήνα.