• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Forskare säger att åldern på Saturns ringar är svår att fastställa

    Saturnus ringar. Kredit:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

    Ett team av forskare har väckt debatten om åldern på Saturnus ringar med en studie som daterar ringarna till att ha bildats tidigt i solsystemet.

    I en tidning som publicerades idag i Natur astronomi och presenterades vid EPSC-DPS Joint Meeting 2019 i Genève, författarna föreslår att processer som företrädesvis sprutar ut dammigt och organiskt material ur Saturnus ringar kan få ringarna att se mycket yngre ut än de faktiskt är.

    Cassinis dyk genom ringarna under uppdragets Grand Finale 2017 gav data som tolkades som bevis på att Saturnus ringar bildades för bara några tiotals miljoner år sedan, runt den tid då dinosaurier vandrade på jorden. Tyngdkraftsmätningar som togs under dyket gav en mer exakt uppskattning av ringarnas massa, som består av mer än 95 procent vattenis och mindre än 5 procent stenar, organiska material och metaller. Massuppskattningen användes sedan för att räkna ut hur länge ringarnas orörda is skulle behöva exponeras för damm och mikrometeoriter för att nå den nivå av andra "föroreningar" som vi ser idag.

    För många, detta löste mysteriet med ringens ålder. Dock, Aurelien Crida, huvudförfattare till den nya studien, anser att debatten ännu inte är avgjord.

    "Vi kan inte direkt mäta åldern på Saturnus ringar som ringarna på en stubbe, så vi måste härleda deras ålder från andra egenskaper som massa och kemisk sammansättning. Nyligen genomförda studier har gjort antaganden att dammflödet är konstant, massan på ringarna är konstant, och att ringarna behåller allt föroreningsmaterial som de tar emot. Dock, det råder fortfarande mycket osäkerhet om alla dessa punkter och, när de tas med andra resultat från Cassini-uppdraget, vi tror att det finns ett starkt argument för att ringarna är många, mycket äldre, sade Dr Crida, av Observatoire de la Côte d"Azur, CNRS.

    En bild av Saturnus tagen av Cassini. Kredit:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

    Crida och kollegor hävdar att massan som mättes under Cassini-uppdragets final är i utomordentligt god överensstämmelse med modeller av den dynamiska utvecklingen av massiva ringar som går tillbaka till det ursprungliga solsystemet.

    Ringarna är gjorda av partiklar och block i storlek från meter ner till mikrometer. Viskösa interaktioner mellan blocken gör att ringarna breder ut sig och transporterar bort material som ett transportband. Detta leder till massförlust från den innersta kanten, där partiklar faller in i planeten, och från den yttre kanten, där material korsar den yttre gränsen till ett område där månar och satelliter börjar bildas.

    Mer massiva ringar sprider sig snabbare och förlorar massa snabbare. Modellerna visar att oavsett den initiala massan på ringarna, det finns en tendens för ringarna att konvergera till en massa mätt av Cassini efter cirka 4 miljarder år, matchar tidsskalan för bildandet av solsystemet.

    "Från vår nuvarande förståelse av ringarnas viskositet, massan som mättes under Cassini Grand Finale skulle vara den naturliga produkten av flera miljarder år av evolution, vilket är tilltalande. Visserligen, ingenting hindrar ringarna från att ha bildats alldeles nyligen med denna exakta massa och knappt ha utvecklats sedan dess. Dock, det vore en slump, " sa Dr Crida.

    Medförfattaren Hsiang-Wen Hsu var en del av ett team som tillkännagav resultat i oktober 2018 från Cassinis Cosmic Dust Analyzer, som visade att 600 kilo silikatkorn faller på Saturnus från ringarna varje sekund. Andra studier som använder data från Cassini-jon- och neutralmasspektrometern har visat närvaron av organiska molekyler i Saturnus övre atmosfär som tros härröra från ringarna.

    Dr Hsu, från Laboratory for Space and Atmospheric Physics at Boulder, Colorado, sa:"Dessa resultat tyder på att ringarna "rensar" sig själva från föroreningar. Naturen hos denna potentiella ringrengöringsprocess är fortfarande mystisk. vår studie visar att exponeringsåldern inte nödvändigtvis är kopplad till bildningsåldern, sålunda kan ringarna framstå som konstgjorda unga."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com