science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Saturnusmaan Mimas, een sneeuwploeg in de planetenringen

10 miljoen jaar geleden, De manen van Saturnus bewogen naar binnen, het openen van de Cassini-divisie. In 40 miljoen jaar tijd, de manen zullen ver genoeg zijn uitgeschoven om weer te sluiten. Krediet:Cassini, Dante, Baillié en Noyelles

De op een na grootste planeet van het zonnestelsel, zowel qua massa als qua grootte, Saturnus is vooral bekend om zijn ringen. Deze worden gescheiden door een brede band, de Cassini-divisie, wiens formatie tot voor kort slecht werd begrepen. Nutsvoorzieningen, onderzoekers van het CNRS, het Observatorium van Parijs - PSL en de Universiteit van Franche-Comté hebben aangetoond dat Mimas, een van de manen van Saturnus, fungeerde als een soort verre sneeuwploeg, het uit elkaar duwen van de ijsdeeltjes waaruit de ringen bestaan. De bevindingen zijn het resultaat van twee studies ondersteund door het International Space Science Institute en CNES, de Franse ruimtevaartorganisatie, gelijktijdig gepubliceerd in juni 2019 in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

De ringen van Saturnus bestaan ​​uit ijsdeeltjes waarvan de omloopsnelheid toeneemt naarmate ze dichter bij de planeet zijn. De Cassini-divisie is een brede, donkere band tussen de twee meest zichtbare ringen van Saturnus, waarin de deeltjesdichtheid aanzienlijk lager is dan die binnen de ringen. De onderzoekers vermoedden een verband tussen Mimas, een van de manen van Saturnus, en de bende, omdat er een gebied is aan de binnenrand van de divisie waar de deeltjes precies twee keer zo snel rond Saturnus draaien als Mimas. Dit fenomeen, bekend als orbitale resonantie, duwt de ijsdeeltjes uit elkaar, waardoor een relatief smalle opening ontstaat. Wetenschappers van CNRS, het Observatorium van Parijs - PSL en de Universiteit van Franche-Comté hebben nu aangetoond dat Mimas in het recente verleden mogelijk dichter bij Saturnus is gekomen, de maan een soort verre sneeuwploeg maken die de aanvankelijke opening verbreedde, waardoor het de 4500 km breedte heeft die het vandaag heeft. Als aan de andere kant de baan van Mimas naar buiten bewoog, de deeltjes zouden terugkeren naar hun oorspronkelijke positie, eerder alsof een sneeuwploeg achteruit zou rijden en zou stoppen met het duwen van de sneeuw, laat het zich weer verspreiden. Met behulp van numerieke simulaties, de onderzoekers berekenden dat Mimas over een paar miljoen jaar met 9000 km naar binnen moet zijn gemigreerd om de kloof van 4500 km te openen die momenteel de Cassini-divisie vormt.

Een natuurlijke satelliet, zoals de maan, heeft normaal gesproken de neiging om van zijn planeet weg te gaan in plaats van er dichterbij te komen. Om naar binnen te migreren, een maan moet energie kunnen verliezen, vooral door opwarmen, waardoor het interne ijs zou smelten en de buitenste korst zou verzwakken. Echter, de toestand van het oppervlak van Mimas, die nog steeds de littekens draagt ​​van relatief oude meteorietinslagen, past niet bij een dergelijk scenario. De tweede hypothese van de onderzoekers, die nog moet worden bevestigd, is dat het warmteverlies werd verdeeld tussen Mimas en Enceladus, nog een van de manen van Saturnus, door orbitale resonantie. Dit zou de creatie van de interne oceanen hebben veroorzaakt die het Cassini-ruimtevaartuig onder het oppervlak van beide lichamen heeft gedetecteerd.

Vandaag, Mimas begint weer naar buiten te migreren. Volgens de berekeningen van de onderzoekers de Cassini-divisie zal waarschijnlijk ongeveer 40 miljoen jaar nodig hebben om weer te sluiten. Dankzij deze bevindingen wetenschappers kunnen de aanwezigheid van gaten in de ringen van een exoplaneet zien als een aanwijzing dat het manen met oceanen zou kunnen hebben.