Παρασκευή, 18 Ιανουαρίου 2019

Λύθηκε το μυστήριο των θεαματικών δακτυλίων του Κρόνου. Saturn's rings are surprisingly young

Νέες εκτιμήσεις Αμερικανών και Ιταλών επιστημόνων. Οι δακτύλιοι του Κρόνου μπορεί να είναι νεότεροι και από τους δεινόσαυρους. The first dinosaurs and mammals appeared long before the planet's stunning rings. Artist's concept of the Cassini spacecraft shown against a real photo of Saturn and its rings as Cassini crossed the ring plane. Credit: NASA/JPL-Caltech

Ο Κρόνος δεν είχε πάντα τους θεαματικούς δακτυλίους του, αλλά αυτοί είναι σχετικά πρόσφατο δημιούργημα. Οι νέες εκτιμήσεις Αμερικανών και Ιταλών επιστημόνων είναι ότι οι δακτύλιοι σχηματίσθηκαν πριν από δέκα έως 100 εκατομμύρια χρόνια, δηλαδή μπορεί να είναι πιο πρόσφατοι και από τους δεινόσαυρους, αφού οι τελευταίοι εκτιμάται ότι εξαφανίστηκαν πριν περίπου 65 εκατομμύρια χρόνια.

Όλοι οι αέριοι γίγαντες πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος διαθέτουν δακτυλίους, αλλά του Κρόνου είναι οι μεγαλύτεροι και πιο εντυπωσιακοί, με διάμετρο περίπου 282.000 χιλιομέτρων. Αποτελούνται κατά 99% από πάγο και 1% από σωματίδια.

Ο Κρόνος, ο έκτος στη σειρά από τον Ήλιο και ο δεύτερος μεγαλύτερος πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος μετά τον Δία, σχηματίσθηκε πριν 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, λίγο μετά τη δημιουργία του ηλιακού μας συστήματος, αλλά οι δακτύλιοι του είναι πολύ πρόσφατοι.

Using observations from NASA’s Cassini spacecraft, researchers have found that Saturn’s rings are actually much younger than the planet itself. Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI

Η νέα εκτίμηση για την ηλικία τους βασίζεται σε μια καινούρια ανάλυση των επιστημονικών δεδομένων του αμερικανο-ευρωπαϊκού διαστημικού σκάφου Cassini, τα οποία έστειλε κατά την τελική φάση της αποστολής του το φθινόπωρο 2017. Τότε -προτού κάνει βουτιά αυτοκτονίας στην ατμόσφαιρα του Κρόνου- είχε πραγματοποιήσει 22 διαδοχικές κοντινές διελεύσεις ανάμεσα στον πλανήτη και στους δακτυλίους του.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Λουτσιάνο Ίες του Πανεπιστημίου Σαπιέντσα της Ρώμης, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science», υπολόγισαν την ηλικία με βάση τα νεότερα στοιχεία για τη μάζα των δακτυλίων, όπως την κατέγραψε το Cassini. Όσο μικρότερη είναι η μάζα, σε τόσο μικρότερη ηλικία παραπέμπει.

Saturn's interior is mainly composed of three layers: a deep inner core made mostly of heavy elements, with a liquid metallic hydrogen envelope, surrounded by a molecular hydrogen layer. Cassini measurements are telling scientists about the size of the core, the flow of winds in the atmosphere, and the mass of the rings. Credit: Background image from NASA/JPL-Caltech

Ο υπολογισμός της μάζας των δακτυλίων κατέστη εφικτός, επειδή καθώς το Cassini περνούσε κοντά από τους δακτυλίους και μέσα από το βαρυτικό πεδίο του Κρόνου, μπορούσε να «νιώσει» τη βαρυτική έλξη που ασκούσαν πάνω του ο πλανήτης και οι δακτύλιοι του. Η βαρυτική επίδραση οδηγούσε σε αλλαγή επιτάχυνσης της διαστημοσυσκευής και από αυτό βγήκαν συμπεράσματα για τη μάζα κάθε δακτυλίου και του ίδιου του Κρόνου.

Η νέα εκτίμηση είναι αφενός ότι οι δακτύλιοι έχουν μάζες περίπου 20 φορές μικρότερες από τις προηγούμενες εκτιμήσεις, άρα είναι πολύ νεότεροι σε ηλικία, αφετέρου ότι ο πυρήνας του Κρόνου έχει μάζα 15 έως 18 φορές μεγαλύτερη της Γης. Μάλιστα, οι δακτύλιοι είναι πιθανό να έχουν εξαφανιστεί το πολύ σε 100 εκατομμύρια χρόνια. Συνεπώς, οι άνθρωποι έχουν την ευκαιρία να ζουν σε μια ευτυχή συγκυρία που μπορούν να θαυμάσουν τους δακτυλίους, αν και οι τελευταίοι στο μακρινό παρελθόν θα ήσαν ακόμη μεγαλύτεροι και φωτεινότεροι.

Τα στοιχεία του Cassini δεν μπορούν πάντως να εξηγήσουν γιατί δημιουργήθηκαν οι δακτύλιοι. Μια πιθανή εξήγηση για την προέλευση τους είναι ότι κάποτε ένας κομήτης ή ένας από τους δορυφόρους του Κρόνου τριγυρνούσε πολύ κοντά στον πλανήτη και όταν τελικά διαλύθηκε από την ισχυρή βαρυτική επίδραση του τελευταίου, τα συντρίμμια του σχημάτισαν τους δακτυλίους. Μια εναλλακτική θεωρία είναι ότι ένας κομήτης ή αστεροειδής έπεσε πάνω σε έναν από τους δορυφόρους του Κρόνου και ό,τι απέμεινε από τη σφοδρή πρόσκρουση, σχημάτισε τους δακτυλίους, ενώ μια τρίτη πιθανότητα είναι να συγκρούστηκαν μεταξύ τους δύο από τους συνολικά 64 δορυφόρους του Κρόνου.