Een team van onderzoekers heeft het debat over de ouderdom van de ringen van Saturnus opnieuw aangewakkerd met een onderzoek dat de ringen dateert als de meest waarschijnlijke vroeg in het zonnestelsel gevormde ringen.

In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Natuurastronomie en gepresenteerd op de EPSC-DPS Joint Meeting 2019 in Genève, de auteurs suggereren dat processen die bij voorkeur stoffig en organisch materiaal uit de ringen van Saturnus werpen, de ringen er veel jonger uit kunnen laten zien dan ze in werkelijkheid zijn.

Cassini's duik door de ringen tijdens de Grand Finale van de missie in 2017 leverde gegevens op die werden geïnterpreteerd als bewijs dat de ringen van Saturnus slechts enkele tientallen miljoenen jaren geleden zijn gevormd. rond de tijd dat dinosaurussen op aarde rondliepen. Zwaartekrachtmetingen tijdens de duik gaven een nauwkeuriger schatting van de massa van de ringen, die voor meer dan 95 procent uit waterijs en voor minder dan 5 procent uit rotsen bestaan, organische materialen en metalen. De massaschatting werd vervolgens gebruikt om uit te rekenen hoe lang het ongerepte ijs van de ringen zou moeten worden blootgesteld aan stof en micrometeorieten om het niveau van andere "verontreinigende stoffen" te bereiken die we vandaag zien.

Voor velen, dit loste het mysterie van de leeftijd van de ringen op. Echter, Aurelien Crida, hoofdauteur van de nieuwe studie, meent dat het debat nog niet is beslecht.

"We kunnen de leeftijd van de ringen van Saturnus niet rechtstreeks meten zoals de ringen op een boomstronk, dus we moeten hun leeftijd afleiden uit andere eigenschappen zoals massa en chemische samenstelling. Recente studies hebben aannames gedaan dat de stofstroom constant is, de massa van de ringen is constant, en dat de ringen al het vervuilingsmateriaal dat ze ontvangen vasthouden. Echter, over al deze punten bestaat nog veel onduidelijkheid en, wanneer genomen met andere resultaten van de Cassini-missie, wij geloven dat er een sterk argument is dat de ringen veel zijn, veel ouder, " zei Dr. Crida, van het Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS.

Crida en collega's beweren dat de massa gemeten tijdens de finale van de Cassini-missie buitengewoon goed overeenkomt met modellen van de dynamische evolutie van massieve ringen die teruggaan tot het oorspronkelijke zonnestelsel.

De ringen zijn gemaakt van deeltjes en blokken die in grootte variëren van meters tot micrometers. Viskeuze interacties tussen de blokken zorgen ervoor dat de ringen zich verspreiden en materiaal wegvoeren als een transportband. Dit leidt tot massaverlies vanaf de binnenste rand, waar deeltjes op de planeet vallen, en vanaf de buitenrand, waar materiaal de buitenste grens overschrijdt naar een gebied waar maantjes en satellieten zich beginnen te vormen.

Massievere ringen verspreiden zich sneller en verliezen sneller massa. De modellen laten zien dat ongeacht de initiële massa van de ringen, de neiging bestaat dat de ringen na ongeveer 4 miljard jaar convergeren op een door Cassini gemeten massa, overeenkomen met de tijdschaal van de vorming van het zonnestelsel.

"Van ons huidige begrip van de viscositeit van de ringen, de massa gemeten tijdens de Cassini Grand Finale zou het natuurlijke product zijn van enkele miljarden jaren van evolutie, wat aantrekkelijk is. toegegeven, niets verbiedt dat de ringen zeer recent zijn gevormd met deze precieze massa en sindsdien nauwelijks zijn geëvolueerd. Echter, dat zou heel toevallig zijn, "zei Dr. Crida.

Co-auteur Hsiang-Wen Hsu maakte deel uit van een team dat in oktober 2018 resultaten bekendmaakte van Cassini's Cosmic Dust Analyzer, waaruit bleek dat elke seconde 600 kilo silicaatkorrels vanuit de ringen op Saturnus valt. Andere studies die gebruik maakten van gegevens van de Cassini Ion en Neutral Mass Spectrometer hebben de aanwezigheid aangetoond van organische moleculen in de bovenste atmosfeer van Saturnus, waarvan wordt aangenomen dat ze afkomstig zijn van de ringen.

Dr. Hsu, van het Laboratorium voor Ruimte- en Atmosferische Fysica in Boulder, Colorado, zei:"Deze resultaten suggereren dat de ringen zichzelf 'reinigen' van verontreinigende stoffen. De aard van dit potentiële ringreinigingsproces is nog steeds mysterieus. onze studie toont aan dat de blootstellingsleeftijd niet noodzakelijkerwijs gekoppeld is aan de vormingsleeftijd, dus de ringen kunnen kunstmatig jong lijken."