Een nieuwe SwRI-studie beschrijft hoe unieke populaties van kraters op twee van de manen van Saturnus kunnen helpen om de leeftijd van de satellieten en de omstandigheden van hun vorming aan te geven. Met behulp van gegevens van NASA's Cassini-missie onderzocht SwRI-postdoctoraal onderzoeker Dr. Sierra Ferguson elliptische kraters op de manen Tethys en Dione van Saturnus voor deze studie, die co-auteur was van SwRI-hoofdwetenschapper Dr. Alyssa Rhoden, hoofdwetenschapper Dr. Michelle Kirchoff en hoofdanalist Dr. Julien Zalm.

"Ons werk is bedoeld om de bredere vraag te beantwoorden hoe oud deze manen zijn. Om deze vraag te beantwoorden, hebben mijn collega's en ik elliptische kraters op het oppervlak van deze manen in kaart gebracht om hun grootte, richting en locatie op de maan te bepalen," zei Ferguson .

Ronde kraters komen veel voor en kunnen worden gevormd door een breed scala aan impactomstandigheden. Elliptische kraters zijn echter zeldzamer en ontstaan ​​door langzame en ondiepe inslagen, waardoor ze vooral nuttig zijn bij het bepalen van de leeftijd van een object, omdat vorm en oriëntatie ook de baan van het botslichaam aangeven.

"Door de richting te meten waarin deze kraters wijzen, kunnen we een idee krijgen van hoe de impactoren die deze kraters hebben gemaakt er in dynamische zin uitzagen en vanuit welke richting ze het oppervlak zouden hebben geraakt", zei ze.

Aanvankelijk verwachtte Ferguson geen patroon tussen de richtingen van de elliptische kraters, maar uiteindelijk bemerkte ze een trend langs de evenaar van Dione, een van de kleine manen van Saturnus. Daar waren elliptische kraters overweldigend georiënteerd in een oost/west-patroon, terwijl de richtingen meer willekeurig waren dicht bij de polen van de maan.

"We hebben dit patroon aanvankelijk geïnterpreteerd als representatief voor twee verschillende impactorpopulaties die deze kraters creëren," zei ze. "De ene groep was verantwoordelijk voor het creëren van de elliptische kraters op de evenaar, terwijl een andere, minder geconcentreerde populatie meer representatief kan zijn voor de reguliere achtergrondpopulatie van impactoren rond Saturnus."

Ferguson bracht ook elliptische kraters in kaart op Tethys, de vijfde grootste maan van Saturnus, en ontdekte dat een vergelijkbare grootte-frequentieverdeling van kraters ongebruikelijk is voor objecten die rond de zon draaien, maar komt vreemd genoeg overeen met schattingen voor de impactorpopulatie die aanwezig lijkt te zijn op de maan van Neptunus, Triton . Omdat men denkt dat die populatie planetocentrisch is, of wordt aangetrokken door de enorme zwaartekracht van de ijsreus, wijzen de resultaten van Ferguson op het belang om planetocentrische impactoren te overwegen bij het onderzoeken van de leeftijd van objecten in het Saturnus-stelsel.

"Het was echt verbazingwekkend om deze patronen te zien," zei ze.

Ferguson gelooft dat de equatoriale kraters gevormd kunnen zijn uit onafhankelijke schijven van puin die rond elke maan draaien of mogelijk een enkele schijf die beide manen beïnvloedde.

"Met Triton als richtlijn zou Tethys redelijkerwijs miljarden jaren oud kunnen zijn. Deze schatting van de leeftijd is afhankelijk van hoeveel materiaal beschikbaar was om het oppervlak te beïnvloeden en wanneer het beschikbaar was," zei Ferguson. "Om zeker te zijn, hebben we natuurlijk meer gegevens nodig, maar dit onderzoek vertelt ons veel. Het kan ons een idee geven van hoe de formatieomstandigheden van deze manen waren. Was dit een systeem dat volledig chaotisch was met materialen die op deze satellieten alle kanten op, of was er een netjes en ordelijk systeem?"

Ferguson hoopt uiteindelijk haar gegevens van de manen van Saturnus te kunnen vergelijken met die van Uranus, een andere ijsreus. Hoewel de huidige gegevens niet overtuigend zijn, is een van de vlaggenschipmissies die worden aanbevolen door de Planetary Science Decadal Survey, die in april werd gepubliceerd, een missie naar Uranus en zijn manen.

"Dit is de eerste stap naar een nieuw perspectief op de kratergeschiedenis van deze manen en hun oorsprong en evolutie," zei Ferguson.

De studie is gepubliceerd in Earth and Planetary Science Letters . + Verder verkennen

Nieuwe chronologie van het Saturnus-stelsel