Noi simulări fac lumină asupra originii inelelor și a lunilor înghețate ale lui Saturn

O nouă serie de simulări pe supercomputer a oferit un răspuns la misterul originii inelelor lui Saturn – unul care implică o coliziune masivă, pe vremea când dinozaurii cutreierau Pământul.

Potrivit noilor cercetări efectuate de NASA și partenerii săi, inelele lui Saturn ar fi putut evolua din resturile a două luni înghețate care s-au ciocnit și s-au sfărâmat în urmă cu câteva sute de milioane de ani. De asemenea, resturile care nu au ajuns în inele ar fi putut contribui la formarea unora dintre lunile actuale ale lui Saturn.

• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee
• De ce ne curge nasul de la mâncarea picantă?

„Sunt atât de multe lucruri pe care încă nu le cunoaștem despre sistemul Saturn, inclusiv despre lunile sale care găzduiesc medii care ar putea fi potrivite pentru viață”, a declarat Jacob Kegerreis, cercetător științific la Centrul de Cercetare Ames al NASA din Silicon Valley, California. „Așadar, este interesant să folosim simulări mari ca acestea pentru a explora în detaliu modul în care ar fi putut evolua”.

Cât de tinere sunt inelele lui Saturn?

Misiunea Cassini a NASA i-a ajutat pe oamenii de știință să înțeleagă cât de tinere – din punct de vedere astronomic – sunt inelele lui Saturn și, probabil, unele dintre lunile sale. Iar această cunoaștere a deschis noi întrebări cu privire la modul în care s-au format.

Pentru a afla mai multe, echipa de cercetători a apelat la locația Universității Durham a instalației de supercalculatoare Distributed Research using Advanced Computing (DiRAC) din Marea Britanie. Ei au modelat cum ar fi putut arăta diferite coliziuni între lunile precursoare. Aceste simulări au fost efectuate la o rezoluție de peste 100 de ori mai mare decât studiile anterioare de acest tip, folosind codul de simulare open-source, SWIFT, și oferind oamenilor de știință cele mai bune informații despre istoria sistemului Saturn.

O coliziune masivă de pe vremea când dinozaurii cutreierau Pământul

Inelele lui Saturn trăiesc astăzi aproape de planetă, în ceea ce este cunoscut sub numele de limita Roche – cea mai îndepărtată orbită în care forța gravitațională a unei planete este suficient de puternică pentru a dezintegra corpurile mai mari de rocă sau gheață care se apropie. Materialul care orbitează mai departe ar putea să se aglomereze pentru a forma luni.

Prin simularea a aproape 200 de versiuni diferite ale impactului, echipa a descoperit că o gamă largă de scenarii de coliziune ar putea împrăștia cantitatea potrivită de gheață în limita Roche a lui Saturn, unde s-ar putea depune în inele.

Sursa: YouTube

Și, în timp ce explicațiile alternative nu au reușit să arate de ce nu ar exista aproape nicio rocă în inelele lui Saturn – acestea sunt alcătuite aproape în întregime din bucăți de gheață – acest tip de coliziune ar putea explica acest lucru.

Gheața și resturile stâncoase ar fi lovit și alte luni din sistem, putând provoca o cascadă de coliziuni. Un astfel de efect de multiplicare ar fi putut perturba orice alte luni precursoare din afara inelelor, din care s-ar fi putut forma lunile de astăzi.

Dar ce ar fi putut declanșa aceste evenimente, în primul rând? Două dintre fostele luni ale lui Saturn ar fi putut fi împinse în coliziune de efectele, de obicei mici, ale gravitației solare, care ,,s-au adunat” pentru a le destabiliza orbitele în jurul planetei.

Inelele lui Saturn trăiesc astăzi aproape de planetă

În configurația corectă a orbitelor, atracția suplimentară din partea Soarelui poate avea un efect de bulgăre de zăpadă – o rezonanță – care alungește și înclină orbitele de obicei circulare și plate ale sateliților până când traiectoriile lor se intersectează, rezultând un impact de mare viteză, anunță NASA.

Luna Rhea, luna lui Saturn, orbitează chiar dincolo de locul în care o lună ar întâlni această rezonanță. La fel ca Luna Pământului, sateliții lui Saturn migrează în timp spre exteriorul planetei. Așadar, dacă Rhea ar fi fost veche, ar fi traversat rezonanța în trecutul recent. Cu toate acestea, orbita lui Rhea este foarte circulară și plată. Acest lucru sugerează că nu a experimentat efectele destabilizatoare ale rezonanței și, în schimb, s-a format mai recent.

Noile cercetări se aliniază cu dovezile că inelele lui Saturn s-au format recent, dar există încă mari întrebări deschise. Dacă cel puțin unele dintre lunile înghețate ale lui Saturn sunt, de asemenea, tinere, atunci ce ar putea însemna acest lucru pentru potențialul de viață în oceanele de sub suprafața unor lumi precum Enceladus?

Putem dezvălui povestea completă de la sistemul inițial al planetei, înainte de impact, până în prezent? Cercetările viitoare, bazate pe această lucrare, ne vor ajuta să aflăm mai multe despre această planetă fascinantă și despre lumile înghețate care orbitează în jurul ei.

Această cercetare a fost publicată în The Astrophysical Journal.

Vă recomandăm să mai citiți și:

„Marile pete albe” de pe Saturn produc semnale radio pe care oamenii de știință nu le pot explica

Astronomii au descoperit o nouă exoplanetă gigantică, de mărimea lui Saturn

Primele imagini cu Saturn și inelele sale făcute de Telescopul Spațial James Webb

Saturn devine planeta cu cei mai mulți sateliți din Sistemul Solar. Câți are acum?