Satürn'ün halkaları yaklaşık 100 milyon yaşında, ancak bu kadar yakın zamanda nasıl oluştukları belli değil. Kuşaklı dev, güneşin etrafında döndüğü düzleme göre 26.7 derecelik bir açıyla dönüyor.
Dan beri Satürn'ün eğimi Neptün'ün yörüngesiyle hemen hemen aynı hızda dönen bir topaç gibi devinimler olduğundan, gökbilimciler uzun süredir bu eğimin komşusuyla olan kütleçekimsel etkileşimlerden kaynaklandığını öne sürüyorlardı. Neptün.
Her ne kadar iki gezegen bir zamanlar senkronize olmuş olsa da, gökbilimciler İLE ve diğer üniversiteler bunu keşfetti Satürn o zamandan beri Neptün'ün çekiminden kurtuldu.
Gezegenlerin bu yeniden hizalanmasına ne sebep oldu?
Ekip yeni bir hipotez ortaya koyuyor. Satürn sisteminin daha önce Chrysalis adında ek bir uydu içerdiğini öne sürdüler. İle birlikte diğer aylarChrysalis, birkaç milyar yıl boyunca Satürn'ün yörüngesinde döndü ve gezegeni, Neptün ile rezonans içinde olan eğimini veya "eğimini" koruyacak şekilde çekip çekti.
Ancak Chrysalis'in yaklaşık 160 milyon yıl önce kararsız hale geldiği ve otlayan bir karşılaşma sırasında gezegenine çok yaklaştığı ve bunun da uyduyu parçaladığı düşünülüyor. Ayın kaybı, Satürn'ü Neptün'ün çekiminden kurtarmak ve ona bugünkü eğimi kazandırmak için yeterliydi. Dahası, Chrysalis'in parçalarının bir kısmı yörüngede asılı kalmış ve sonunda küçük buzlu parçalara ayrılarak gezegenin imza halkalarını oluşturmuş olabilir.
Gökbilimciler bu kayıp ayın uzun süredir devam eden iki gizemi açıklayabileceğini öne sürüyor: Satürn'ün bugünkü eğimi ve yaklaşık 100 milyon yaşında olduğu tahmin edilen halkalarının yaşı, yani gezegenin kendisinden çok daha genç.
MIT'de gezegen bilimleri profesörü ve yeni çalışmanın baş yazarı Jack Wisdom şunları söyledi: "Tıpkı bir kelebeğin kozası gibi, bu uydu da uzun süre hareketsizdi, sonra aniden aktif hale geldi ve halkalar ortaya çıktı."
2000'li yılların başlarında bilim adamları, Satürn'ün yerçekimsel rezonansı veya Neptün ile bağlantısı nedeniyle eğik bir eksene sahip olduğunu öne sürdüler. Ancak 2004'ten 2017'ye kadar Satürn'ün yörüngesinde dolaşan NASA uzay aracı Cassini, soruna yeni bir bakış açısı kazandıran keşiflerde bulundu. titanSatürn'ün en büyük uydusu olan Satürn'ün yılda yaklaşık 11 santimetre hızla Satürn'den göç ettiği keşfedildi; bu beklenenden daha hızlıydı. Bu hızlı göç ve onun yerçekimsel etkisi, bilim adamlarının Satürn'ün eğilmesinden ve Neptün ile rezonans içinde kalmasından muhtemelen Ay'ın sorumlu olduğu sonucuna varmalarını sağladı.
MIT'de gezegen bilimleri profesörü ve yeni çalışmanın baş yazarı Jack Wisdom şunları söyledi: "Sorun üzerinde ilerleme kaydetmek için Satürn'ün eylemsizlik momentini belirlememiz gerekiyordu."
Bu yeni çalışmada bilim insanları, uzay aracının yer çekimi alanını tam olarak haritalamak için son derece yakın bir yaklaşım sergilediği görevin bir aşaması olan “Büyük Final” sırasında Cassini tarafından alınan son gözlemlerden bazılarını kullanarak Satürn'ün eylemsizlik momentini belirlemeye çalıştılar. tüm gezegenin etrafında. Yerçekimi alanı, gezegendeki kütle dağılımını belirlemek için kullanılabilir.
Satürn'ün içini modellediler ve Cassini'nin gözlemlediği yerçekimi alanıyla eşleşen bir kütle dağılımı belirlediler. Şaşırtıcı bir şekilde, yeni tanımlanan bu eylemsizlik momenti, Satürn'ü Neptün'ün rezonansının yakınına ama hemen dışına yerleştirdi. Gezegenler bir zamanlar senkronize olmuş olabilir ama artık değiller.
Yörünge dinamiklerini geliştirmek için simülasyonlar yaparak işe başladılar. Satürn ve uyduları zamanda geriye doğru. Mevcut uydular arasındaki herhangi bir doğal dengesizliğin gezegenin eğimini etkileyip etkilemediğini belirlemek istediler. Bu arama boş çıktı.
Bilim insanları, bir gezegenin dönme ekseninin zaman içinde nasıl değiştiğini (devinim olarak da bilinir) daha iyi anlamak için onu tanımlayan matematiksel denklemleri yeniden incelediler. Bu denklemdeki bir terimin tüm uydulardan katkısı vardır. Ekip, bu toplamdan bir uydunun çıkarılmasının gezegenin devinimini etkileyebileceğini düşündü.
Bilim insanları simülasyonlar yaparak Chrysalis'in kütlesi ve yörünge yarıçapı dahil özelliklerini ve Satürn'ü rezonanstan çıkarmak için gerekli olan yörünge dinamiklerini belirlediler. Satürn ile Neptün arasındaki rezonansın gezegenin mevcut eğimine neden olduğu ve kabaca Satürn'ün üçüncü büyük ayı Iapetus büyüklüğünde olan Chrysalis uydusunun kaybının Satürn'ün rezonanstan kaçınmasına izin verdiği sonucuna vardılar.
Bilim adamları kaydetti, "200 ila 100 milyon yıl önce Chrysalis kaotik bir yörünge bölgesine girdi, Iapetus ve Titan ile birkaç yakın karşılaşma yaşadı ve sonunda uyduyu parçalara ayıran ve geride küçük bir kısım bırakan bir otlatma karşılaşmasıyla Satürn'e çok yaklaştı. Gezegeni enkazla dolu bir halka gibi daire içine alın.”
"Krizalis'in kaybı Satürn'ün devinimini, bugünkü eğimini ve halkalarının geç oluşumunu açıklıyor."
Bilgelik şuraya, “Oldukça iyi bir hikaye ama diğer sonuçlar gibi bunun da başkaları tarafından incelenmesi gerekecek. Ancak görünen o ki bu kayıp uydu, istikrarsızlığını bekleyen bir krizalitten başka bir şey değil.”
Dergi Referans:
- Jack Wisdom ve diğerleri. Bir uydunun kaybı Satürn'ün eğikliğini ve genç halkalarını açıklayabilir. BİLİM. DOI: 10.1126/bilim.abn1234
