Bildkredit: NASA / JPL
Ny forskning från University of Colorado visar hur återvinning av material kan förlänga livslängden för ett ringsystem, till exempel de runt Jupiter, Saturn, Neptune och Uranus. Det tros nu att de är högar med löst samlat spillror som drar material ur ringarna och sedan matar tillbaka det när de kolliderar med ett annat föremål. NASA: s Cassini-rymdskepp är på väg till Saturn nu och borde ge mer information när det anländer i juli 2004.
Även om ringar runt planeter som Jupiter, Saturn, Uranus och Neptun är relativt kortlivade, tyder nya bevis på att återvinning av kretsande skräp kan förlänga livslängden för sådana ringar, enligt forskare från University of Colorado.
Starka bevis tyder nu på att små månar nära jätteplaneterna som Saturnus och Jupiter är i huvudsak högar av spillror, sa Larry Esposito, professor vid CU-Boulders laboratorium för atmosfärs- och rymdfysik. Dessa återuppbyggda små kroppar är källan till material för planetarier.
Tidigare beräkningar av Esposito och LASP Research Associate Joshua Colwell visade att de korta livslängderna för sådana månar antyder att solsystemet är nästan i slutet av ringåldern. "Dessa filosofiskt otillräckliga resultat kanske inte riktigt beskriver vårt solsystem och de ringar som kan omge gigantiska extra-solplaneter," sade Esposito. "Våra nya beräkningar av modeller förklarar hur inkludering av återvinning kan förlänga livslängden för ringar och månar."
Observationerna från rymdsuppdragen Voyager och Galileo visade en mängd ringar som omger var och en av de jätteplaneterna, inklusive Jupiter, Saturn, Uranus och Neptun. Ringarna blandas i båda fallen med små månar.
”Det är uppenbart att de små månarna inte bara skulpterar ringarna genom deras allvar, utan också är föräldrar till ringmaterialet,” sa Esposito. "I varje ringsystem verkar destruktiva processer som slipning, mörkare och spridning så snabbt att ringarna måste vara mycket yngre än planeterna de cirklar."
Numeriska modeller av Esposito och Colwell från 1990-talet visade en "kollisionskaskad", där planetens månar delas upp i mindre månar när de slås av asteroider eller kometer. Fragmenten krossas sedan för att bilda partiklarna i nya ringar. Ringarna själva slipas därefter till damm, som sopas bort.
Men enligt Colwell, "Vissa av fragmenten som utgör ringarna kan återkrimas istället för att slipas till damm. Nya bevis visar att en del skräp har samlats in i månar eller månkronor snarare än att försvinna genom kollisionserosion. ”
"Denna process har pågått snabbt", säger Esposito. ”Den typiska ringen är yngre än några hundra miljoner år, ett ögonblick jämfört med planeterna, som är 4,5 miljarder år gamla. Frågan uppstår naturligtvis varför ringar fortfarande existerar, för att fotograferas i sådan härlighet genom att besöka mänskligt rymdskepp som har anlänt nyligen på scenen, ”sade han.
”Svaret tycks nu vara kosmisk återvinning,” sade Esposito. Varje gång en måne förstörs av en kosmisk påverkan, fångas mycket av det material som släpps ut av andra närliggande månar. Dessa återvunna månar är i huvudsak samlingar av spillror, men genom att återvinna material genom en serie små månar kan ringsystemets livslängd vara längre än vi ursprungligen trodde. ”
Esposito och före detta LASP Research Associate Robin Canup, nu med Southwest Research Institute: s Boulder-gren, visade genom datormodellering att mindre fragment kan återvinnas av andra månar i systemet. ”Utan denna återvinning är ringarna och månarna snart borta,” sa Esposito.
Men med mer återvinning är livslängden längre, sa Esposito. Med det mesta materialet som återvinns, vilket nu verkar vara fallet i de flesta ringar, förlängs livslängden med en stor faktor.
"Även om de enskilda ringarna och månarna vi nu ser är flyktiga, kvarstår fenomenet i miljarder år runt Saturnus," sa Esposito. "Tidigare beräkningar ignorerade de kollektiva effekterna av de andra månarna när det gäller att utvidga ringarnas uthållighet genom att återinsätta och återvinna material."
Esposito, den huvudsakliga utredaren på en spektrograf på 12 miljoner dollar på Cassini-rymdskeppet som anlände till Saturnus i juli 2004, kommer att titta noga på de konkurrerande processerna för förstörelse och återupptagning i Saturns F-ring för att bekräfta och kvantifiera denna förklaring. Esposito upptäckte F-ringen med hjälp av data från NASA: s Voyager 2-uppdrag till de yttre planeterna som sjösattes 1978.
Originalkälla: University of Colorado News Release
