Bohaterska śmierć sondy Cassini pomogła planetologom dokładnie zważyć pierścienie Saturna i dowiedzieć się, że pojawiły się one stosunkowo niedawno, nie więcej niż 100 milionów lat temu. Ich odkrycia zostały przedstawione w czasopiśmie Science.
Pierścienie Saturna zostały odkryte przez Galileo Galilei w 1610 roku, który uznał je za trzy główne księżyce. W połowie XVII wieku Christian Huygens odkrył, że „satelity” Galileusza to w rzeczywistości pierścienie składające się z najmniejszych cząstek pyłu i lodu.
Naukowcy wciąż spierają się o naturę tych pierścieni. Niektórzy planetolodzy uważają, że powstały z fragmentów starożytnej protoplanety u zarania młodości Układu Słonecznego, podczas gdy inni uważają je za produkt niedawnych kataklizmów.
Kontrowersje dodaje również fakt, że sonda "Cassini" odkryła, że Saturn "wysysa" wodę ze swoich pierścieni z bardzo dużą prędkością. Jak niedawno odkryła NASA, pierścienie najbliżej planety znikną w bardzo bliskiej przyszłości według kosmicznych standardów, a cały ich system zostanie zjedzony przez Saturna za około 300 milionów lat.
Takie odkrycia wzmocniły pozycję zwolenników teorii „młodych pierścieni” i sprawiły, że planetolodzy zaczęli się zastanawiać, kiedy się pojawiły. Dokładną odpowiedź na to pytanie, jak wyjaśnia Militzer, można uzyskać znając tylko dwa parametry - masę cząstek pyłu i lodu w nich oraz to, jak dobrze pierścienie odbijają światło słoneczne.
Faktem jest, że pierścienie Saturna i innych gigantycznych planet powinny stopniowo zanikać, ponieważ na powierzchni ich ziaren lodu powinny osadzać się drobne cząsteczki pyłu i materii organicznej, stopniowo ciemniejąc w wyniku jego „bombardowania” promieniami ultrafioletowymi Słońca.
Odpowiednio, im jaśniejsze pierścienie, tym niższy jest ich wiek i odwrotnie. Tempo matowienia zależy z kolei od ich masy, grubości i składu - im więcej materii jest w nich schowanych, tym wolniej struktury te będą „czernieć”.
Cassini zmierzył jasność pierścieni Saturna podczas pierwszych lat jego pracy na orbicie. Z drugiej strony ich dokładna masa pozostawała dla niego niedostępna do samego końca jego życia, z tego powodu, że sonda nie zbliżyła się do nich wystarczająco blisko, aby oddzielić ich wpływ grawitacyjny od przyciągania planety.
Film promocyjny:
Pierwsza taka okazja nadeszła od Cassini w 2017 roku, kiedy sonda zaczęła „nurkować” przez pierścienie, przygotowując się do bohaterskiej śmierci w atmosferze Saturna. Te przeloty pomogły Militzerowi i jego współpracownikom zmierzyć strukturę pola grawitacyjnego planety i rozpocząć pomiar masy pierścieni.
„Kiedy po raz pierwszy zobaczyłem te dane, nie mogłem uwierzyć własnym oczom, ponieważ całkowicie zaprzeczyły naszym modelom. Minęło dużo czasu, zanim zdaliśmy sobie sprawę, że jest coś innego, co zmienia pola grawitacyjne w nieprzewidywalny sposób. Okazało się, że w atmosferze Saturna szaleją gigantyczne prądy powietrza, penetrując 9000 kilometrów w głąb planety - kontynuuje planetolog.
Kiedy naukowcy wzięli pod uwagę tę anomalię, odkryli, że masa pierścieni była nieoczekiwanie mała - wynosiła około 15 milionów miliardów ton. To około połowa masy Mimasa, jednego z najmniejszych księżyców „gwiazdy śmierci” Saturna i porównywalna z wagą małych asteroid.
To z kolei oznacza, że Saturn stał się „Władcą Pierścieni” bardzo niedawno, około 100 milionów lat temu. Jego protoplastą może być zarówno mały księżyc, jak i duża kometa, co dobrze pasuje do faktu, że Cassini odkrył masę materii organicznej wewnątrz pierścieni w ostatnich sekundach swojego życia.
