Planeten ringar är mer än bara astronomiska underverk - de är också ett slags arkiv, kronisk historia av effekter i årtionden.
Ett par studier publicerades online i Vetenskap idag av två olika lag som märkte udda egenskaper i Saturnus och Jupiters ringar - och följde dem till denna lovande slutsats. I den första analyserade huvudförfattaren Mark Showalter från SETI-institutet i Mountain View, Kalifornien och hans team bilder av Jupiters ringar som observerades 1996 och 2000 av Galileo, och igen 2007 av Horizon, och nollade in på ett mönster som de betecknade "korrugerade" , ”Som ett tinntak. Ungefär samma tid upptäckte Matthew Hedman, från Cornell University i Ithaca, NY och hans kollegor liknande krusningsmönster i Saturnus ringar, från bilder tagna av rymdskeppet Cassini.
Bilderna ovan visar hur en vertikal korrugering kan produceras från en initialt lutande ring. Den övre bilden visar en enkel lutande ring (den centrala planeten är utelämnad för tydlighet), medan de två nedre bilderna visar samma ring vid två senare tidpunkter, där ringpartiklarnas slingrande banor har skjuvat detta lutande ark till ett allt tätare sår spiral korrugering.
Carolyn Porco, medförfattare på den Hedman-ledda studien och chef för Cassini Imaging Central Laboratory for Operatons (CICLOPS), skrev i ett e-postmeddelande som följde utsläppet av studierna att ”det har varit känt under en längre tid att solsystemet är fylld med skräp: små steniga bitar i det inre solsystemet och isiga bitar i
yttre solsystem som rutinmässigt regnar ner på planeterna och deras ringar och månar. Ett par hundra ton sådant skräp träffar jorden ensamma varje dag. Nåväl, ursprunget till spiralripporna i båda ringsystemen har nu pekats ut på mycket nyligen påverkade moln av kometära fragment och ringarna. ”
Showalters team beskriver ett par överlagrade rippelmönster som dykte upp i Galileo-bilder 1996 och igen 2000.
"Dessa mönster uppför sig som två oberoende spiraler, var och en avviker i en takt som definieras av Jupiters tyngdfält," skriver de. ”Det dominerande mönstret härstammade från juli till oktober 1994, då hela ringen lutades med ~ 2 km. Vi förknippar detta med ShoemakerLevy 9-effekterna från juli 1994. New Horizons-bilder visar fortfarande detta mönster 13 år senare och antyder att efterföljande händelser också kan ha lutat ringen. ”
Hedman och hans team konstaterar att krusning tidigare hade observerats i Saturnus D-ring; NASA släppte ovanstående grafik för att förklara fenomenet 2006. "C-ringets korrugering verkar ha genererats på liknande sätt, och faktiskt skapades det förmodligen av samma ringvippningshändelse som producerade D-ringens korrugering," skriver de.
Detta papper jämför också graden av effekter som sannolikt kommer att besöka varje planet: "... Saturnus bör möta skräpmoln som härrör från kometer störda av tidigare planetmöten med en hastighet som är ungefär 0,2 procent av Jupiters påverkan."
De resonerar att om Jupiter ser påverkan från 1 km breda föremål så ofta som en gång i decenniet, "bör molnen av kretsande skräp som skapats genom störningen av en 1 km bred komet regna ner på Saturnus ringar en gång var 5.000-10.000 år. Sannolikheten för att skräp från en tidigare störd komet skulle drabba Saturnus ringar under de senaste 30 åren skulle då vara mellan ungefär 1 procent och 0,1 procent, vilket inte är särskilt litet. Sådana scenarier ger därför en rimlig förklaring till ursprunget till den observerade korrugeringen i Saturnus C-ring. "
Sammantaget visar tidningarna att Saturnus ring krusningar sannolikt genererades av en kometkollision 1983, medan Jupiters ring krusningar inträffade efter påverkan av en komet sommaren 1994 - specifikt effekten av Comet Shoemaker-Levy 9 som lämnade ärr på Jupiter är fortfarande synlig idag.
Showalter och hans medhjälpare påpekar att påverkan från kometer och / eller deras dammmoln är vanliga händelser i planetarier.
”Vid minst tre tillfällen under de senaste decennierna har dessa kollisioner tagit tillräckligt med fart för att luta en ring av Jupiter eller Saturn från dess axel på ett observerbart avstånd. När en sådan lutning har upprättats kan den fortsätta i årtionden, med tiden som spelas in i dess ständigt åtdragande spiral, ”skriver de. "Inom dessa subtila mönster kronikerar planetarier sina egna misshandlade historier."
Båda tidningarna visas idag påVetenskap Express webbplats. Se även CICLOPS-webbplatsen.
