Cassini fångade denna vackra bakgrundsbelysta bild av Saturnus och dess ringar. NASA/JPL-Caltech/SSI via Getty Images Mänskligheten existerar vid en mycket speciell tid i vårt solsystems historia - epoken med Saturns ringar.
Under de närmaste 100 miljoner åren, Saturns ringar försvinner helt, och, enligt en ny vetenskaplig studie, planetforskare har insett att den förvärvat sina ringar först mycket nyligen.
Under Cassinimissionens sista månader vid Saturnus, NASA -rymdfarkosten genomförde en rad vågade banor genom utrymmet mellan planetens molntoppar och dess innersta kant. Den så kallade "Grand Finale" signalerade att slutet var nära för sonden och, den 15 september, 2017, det brann upp i gasjättens atmosfär, att få en spektakulär 13 års vetenskap i Saturns bana till en gripande slut.
Rymdfarkosten hade lågt bränsle och för att undvika en oavsiktlig krasch i en av Saturnus potentiellt bebobara månar, som Enceladus eller Titan, NASA hade för länge sedan bestämt att det bästa sättet att göra sig av med uppdraget var att bränna upp det i Saturns övre atmosfär. Byrån ville undvika jordisk förorening på dessa orörda utomjordiska miljöer.
Innan dess brinnande död, dock, Cassini gjorde oöverträffade mätningar av det mystiska ringgapområdet för att avslöja en överraskande ringdynamik. Även om missionsforskare förväntade sig att upptäcka några knasiga elementära gaser i denna "tomma" region, Cassinis partikelinstrumentering hittade ett smörgåsbord av element och molekyler som "regnade" från ringarna ner till planetens atmosfär. De uppskattar att cirka 10 ton (9, 072 kilogram) material faller på Saturnus från ringarna per sekund , som Meghan Bartels för Space.com skriver.
Det betyder att Saturns ringar så småningom kommer att försvinna, som en studie från slutet av 2018 avslutades.
"Ringarna har mindre än 100 miljoner år kvar att leva. Det är relativt kort, jämfört med Saturns ålder på över 4 miljarder år, "James O'Donoghue, från NASAs Goddard Space Flight Center, sade i ett uttalande från december.
Nu, i Science -studien som publicerades idag (17 januari), forskare har använt Cassinis ringdyk för att uppskatta när Saturnus förvärvade dess berömda ringar.
När Cassini zippade genom Saturns ringplan, uppdragschefer tillät planeten, dess ringar och månar för att dra gravitationellt i fartfyllda rymdfarkoster. De extremt små bogserbåtarna resulterade i små förändringar i sondens bana, som kan mätas exakt. Dessa förändringar gjorde det möjligt för forskare att för första gången, gör en mycket bra mätning av hur mycket massa som finns i Saturnus ringar.
Efter att ha analyserat den sista uppsättningen banor i september 2017, dock, i vilken utsträckning Cassinis bana avböjdes från början var inte meningsfullt. Det matchade inte förutsägelserna från teoretiska modeller. Det visade sig att Cassinis rörelse ytterligare förändrades av massiva materialflöden inuti Saturnus tjocka atmosfär vid ekvatorn cirka 6, 000 miles (9, 656 kilometer) djupt. Dessa massiva flöden rör sig cirka 4 procent långsammare än de övre atmosfäriska molnen som är synliga, orsakar en gravitationell anomali som inte förutsades.
"Upptäckten av djupt roterande lager är en överraskande uppenbarelse om planetens inre struktur, "sa Cassini -projektforskaren Linda Spilker från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i ett uttalande." Frågan är vad som får den snabbare roterande delen av atmosfären att gå så djupt och vad säger det om Saturnus interiör. "
Med detta pussel löst, vetenskapsmän kunde fritt mäta gravitationens påverkan av Saturns ringar. Forskarna uppskattar att den totala massan av Saturns ringar är cirka 40 procent av Saturnus månens Mimas. Med tanke på att Mimas är 2, 000 gånger mindre än jordens måne, det finns verkligen inte mycket material i Saturns ringar.
En titt inuti Saturns inre NASA/JPL-Caltech Forskare hade tidigare förlitat sig på densitetsvågor, eller krusningar, genom ringarna orsakade av de 62 månarnas rörelse i Saturnus bana för att uppskatta ringmassan. Även om dessa uppskattningar också var låga, astronomer har alltid antagit att det fanns någon dold massa i stora materialblock som inte syntes. "Vi misstänkte alltid att det fanns någon dold massa som vi inte kunde se i vågorna, "tillade planetforskaren Burkhard Militzer, vid University of California, Berkeley, i ett påstående.
Nu, med de precisionsmätningar som gjorts av Cassinis sista banor, vi vet att det inte finns någon dold massa. Ju lägre massa, ju yngre ringarna är, och eftersom de huvudsakligen är gjorda av is, om de var äldre, ringmaterialet skulle ha blivit kontaminerat av interplanetärt skräp, trista dem. Saturns ringar, som vi är mycket medvetna om, är vackert ljusa. Den nya åldersuppskattningen ligger inom intervallet för de tidigare densitetsvåguppskattningarna, så att forskarna kan göra ett mer exakt stick i sin sanna ålder.
Tidigare uppskattningar av ringålder har varit långtgående, från 4,5 miljarder år (resterna av när Saturnus själv bildades) till några tiotals miljoner år. Men med detta nya fynd i handen, det ser ut som att ringarna är väldigt unga - de bildades för mindre än 100 miljoner år sedan, kanske så sent som för 10 miljoner år sedan.
Var kom de ifrån? Väl, det är möjligt att ett isigt föremål från Kuiperbältet, eller en felaktig komet, blev sammanflätad i Saturns gravitationsfält och gick under för planetens kraftfulla tidvatten, slita sönder dem, så småningom slipa ner deras material för att skapa de bandade ringarna vi känner och älskar idag.
Nu är det intressantÄven om Saturns ringar kommer att försvinna om 100 miljoner år, det betyder inte att vårt solsystems ringade planetdagar är borta för alltid. Om Saturnus kan skapa dem, det finns liten anledning till varför Jupiter, Neptunus eller Uranus kan inte riva sin egen isiga kropp för att skapa ännu en ljus, ringade planetvisning i en avlägsen framtid.
Ursprungligen publicerat:17 jan. 2019
