Kép jóváírása: NASA / JPL
A Colorado Egyetemen végzett új kutatások azt mutatják, hogy az anyag újrahasznosítása hogyan hosszabbíthatja meg egy gyűrűs rendszer élettartamát, például a Jupiter, a Szaturnusz, a Neptunusz és az Uránusz környékén. Most azt hitték, hogy lazán összegyűjtött törmelék halom, amely anyagot húz ki a gyűrűkből, és azt visszajuttatja, amikor ütköznek egy másik tárgyakkal. A NASA Cassini űrhajója úton van a Szaturnuszhoz, és további részletekkel kell szolgálnia, amikor 2004. júliusában érkezik.
Noha a bolygók, például a Jupiter, a Saturn, az Uránus és a Neptunusz körüli gyűrűk viszonylag rövid élettartamúak, új bizonyítékok arra utalnak, hogy a keringő törmelék újrahasznosítása meghosszabbíthatja az ilyen gyűrűk élettartamát - mondják a Colorado Egyetem kutatói.
Erõs bizonyítékok arra utalnak, hogy az óriásbolygók közelében kis holdok, mint például a Szaturnusz és a Jupiter, lényegében törmelék halom, mondta Larry Esposito, a CU-Boulder légköri és ûrfizikai laboratóriumának professzora. Ezek az újra felépített kis testek képezik a bolygógyűrűk anyagforrását.
Az Esposito és a LASP kutató munkatársa, Joshua Colwell korábbi számításai azt mutatták, hogy az ilyen holdok rövid élettartama arra utal, hogy a Naprendszer majdnem a gyűrűk kora végén van. "Ezek a filozófiai szempontból vonzó eredmények valószínűleg nem írják le valójában a Naprendszerünket és azokat a gyűrűket, amelyek óriási, Napen kívüli bolygók körül vesznek részt" - mondta Esposito. "A modellek új számításai elmagyarázzák, hogy az újrahasznosítás bevonása meghosszabbíthatja a gyűrűk és holdok élettartamát."
A Voyager és a Galileo űrmisszióinak megfigyelései különféle gyűrűket mutattak az óriási bolygók mindegyikén, ideértve a Jupitort, a Szaturnuszot, az Uránt és a Neptunust. A gyűrűket minden esetben kis holdokkal keverik.
"Nyilvánvaló, hogy a kis holdok nemcsak a gyűrűket alakítják ki gravitáción keresztül, hanem a gyűrű anyagának szülei is" - mondta Esposito. "Az egyes gyűrűs rendszerekben a pusztító folyamatok, például az őrlés, elsötétítés és terjedés olyan gyorsan hatnak, hogy a gyűrűknek sokkal fiatalabbnak kell lenniük, mint azoknak a bolygóknak, amelyeket köröznek."
Az 1990-es évektől Esposito és Colwell által készített numerikus modellek „ütközéses kaszkádot” mutattak, ahol a bolygó holdjai kis holdokká vannak bontva, amikor aszteroidák vagy üstökösök ütik őket. A fragmenseket ezután összetörik, hogy a részecskéket új gyűrűkben képezzék. Magukat a gyűrűket ezután porként őrlik, amely elszívódik.
De Colwell szerint: „A gyűrűket alkotó egyes fragmenseket újra porlaszthatják, ahelyett, hogy porra őrölnék. Új bizonyítékok azt mutatják, hogy néhány törmelék holdakban vagy holdkékben halmozódott fel, ahelyett, hogy az ütközéses erózió következtében eltűntek volna. "
"Ez a folyamat gyorsan haladt tovább" - mondta Esposito. „A tipikus gyűrű néhány száz millió évnél fiatalabb, egy szempillantás a 4,5 milliárd éves bolygókhoz képest. Természetesen felmerül a kérdés, hogy még mindig léteznek gyűrűk, amelyeket ilyen dicsőségben kell fényképezni az utóbbi időben a helyszínre érkező emberi űrhajók meglátogatásával ”- mondta.
"A válasz most valószínűleg kozmikus újrahasznosításnak tűnik" - mondta Esposito. Minden alkalommal, amikor egy hold kozmikus hatás által elpusztul, a kibocsátott anyag nagy részét más közeli holdok fogják el. Ezek az újrahasznosított holdak alapvetően törmelékgyűjtemények, de ha az anyagokat kis holdok sorozatán keresztül újrahasznosítják, a gyűrűs rendszer élettartama hosszabb lehet, mint azt eredetileg gondoltuk. "
Esposito és a LASP volt kutató munkatársa, Robin Canup, most a Délnyugati Kutatóintézet Boulder ágával, számítógépes modellezésen keresztül megmutatta, hogy a kisebb töredékeket a rendszer más holdjai is visszafoghatják. "Ezen újrahasznosítás nélkül a gyűrűk és holdok hamarosan eltűnnek" - mondta Esposito.
De ha több újrahasznosítunk, akkor az élettartam meghosszabbodik - mondta Esposito. Az anyag nagy részének újrahasznosításakor, amint ez a legtöbb gyűrű esetében úgy tűnik, az élettartamot jelentős tényező meghosszabbítja.
"Noha az egyes gyűrűk és holdok, amelyeket most látunk, rövid távúak, a jelenség a milliárd évig fennmarad a Szaturnusz körül" - mondta Esposito. "A korábbi számítások nem vették figyelembe a többi hold együttes hatásait a gyűrűk tartósságának meghosszabbításában a gyűrű anyag visszanyerésével és újrahasznosításával."
Esposito, a Cassini űrhajó 12 millió dolláros spektrográfjának fő kutatója, amely 2004. júliusában érkezik a Saturnba, szorosan megvizsgálja a Saturn F gyűrűjében a pusztítás és az újbóli elfogás versenytársait, hogy megerősítse és számszerűsítse ezt a magyarázatot. Esposito felfedezte az F gyűrűt a NASA Voyager 2 küldetéséből származó adatok alapján, amelyek az 1978-ban indultak el a külső bolygókra.
Eredeti forrás: Colorado University sajtóközlemény
