Zijn de manen en ringen van Saturnus jonger dan de dinosauriërs?

Saturnus en zijn manen
De binnenste manen van Saturnus zijn mogelijk jonger dan de dinosauriërs. Credit: NASA/JPL)

Nieuw onderzoek wijst uit dat een aantal van de ijsmaantjes van Saturnus maar ook de beroemde ringen nog relatief jong zijn. Ze zijn wellicht minder dan 100 miljoen jaar geleden ontstaan. Ze zijn dus jonger dan de bloeiperiode van de dinosauriërs.

Manen veranderen altijd van baan. Dat is volgens de onderzoekers onvermijdelijk maar het feit dat ze dat doen maakt het mogelijk om er computersimulaties op los te laten om de geschiedenis van de binnenste manen van Saturnus te onderzoeken. Dat onderzoek laat zien dat ze vermoedelijk pas minder dan 2% van de totale geschiedenis van de planeet zijn ontstaan.

De ringen van Saturnus zijn al sinds het begin van de 17-de eeuw bekend maar er is steeds discussie geweest over hun leeftijd. De gemakkelijkste aanname is dat ze er al zijn sinds het ontstaan van de planeet meer dan 4 miljard jaar geleden. Echter in 2012 ontdekten Franse onderzoekers getijde effecten – effecten als gevolg van de interactie van de binnenste manen met het vloeibare deel in het binnenste van Saturnus – er voor zorgen dat ze relatief snel naar grotere banen toe spiraliseren. Dit impliceert ook dat, uitgaande van hun huidige posities, deze manen en vermoedelijk ook de ringen nog relatief jong zijn.

Er zijn computermodellen opgezet om het dynamische gedrag van de Saturnusmanen in het verleden af te leiden. Onze Maan heeft zijn eigen baan om de Aarde heen maar bij Saturnus moeten vele manen elkaars ruimte delen. Alle banen worden geleidelijk aan groter als gevolg van die getijdenwerkingen maar ze doen dit op verschillende snelheden. Dit leidt er toe dat manen af en toe in een zogenaamde baanresonantie met elkaar terecht komen. In deze speciale baanconfiguraties kunnen zelfs de kleine manen met een geringe aantrekkingskracht elkaars baan beïnvloeden waardoor die banen langgerekter worden en ze uit hun oorspronkelijke baanvlak worden getild.

Door de huidige banen te vergelijken met de banen die door de computersimulaties worden voorspeld konden de onderzoekers meer leren over het veranderen van de banen van de manen van Saturnus. Het bleek dat van een paar van de belangrijkste manen – Tethys, Dione en Rhea – de banen veel minder waren veranderd dan voorheen werd aangenomen. De geringe verandering van hun baanvlak geeft aan dat er niet veel baanresonanties hebben plaatsgevonden en dat houdt in dat ze niet ver van hun huidige plaats bij Saturnus zijn ontstaan.

Maar hoe lang is het dan geleden dat ze zijn ontstaan? Het team van astronomen gebruikte data van de Cassini-missie om een antwoord te vinden op deze vraag. De Cassini heeft de ijsgeisers op de maan Enceladus bestudeerd. Aannemende dat de energie die nodig is voor het ontstaan van de geisers wordt opgewekt door getijdenwerking en dat de geologische activiteit van Enceladus min of meer constant is dan zijn de getijden binnen Saturnus behoorlijk sterk. Ze kunnen een maan een beetje verplaatsen in ongeveer 100 miljoen jaar aldus de computersimulaties. Dit zou betekenen dat de grote manen van Saturnus, met uitzondering van Titan en Japetus, zijn ontstaan in het tijdperk van de dinosauriërs.

Dan rijst uiteraard de vraag waardoor die recente geboorte van manen door is veroorzaakt. De beste verklaring die men tot nu toe heeft is dat Saturnus een gelijkaardig aantal manen had maar hun banen werden als gevolg van een speciale soort van baan resonantie veroorzaakt door de beweging van Saturnus om de Zon, verstoord. Op een gegeven moment kruisten de banen van de naastgelegen manen elkaar en kwamen deze manen met elkaar in botsing. Uit dit puin zijn de huidige manen en de ringen ontstaan.

As de computersimulaties kloppen en de aannames correct zijn dan zijn de heldere ringen van Saturnus jonger dan de bloeitijd van de dinosauriërs en kunnen we van geluk spreken dat we ze vandaag de dag kunnen zien.

Het onderzoek wordt gepubliceerd in the Astrophysical Journal.

Laatste bewerking: 28 maart 2016
Bron: SciTechDaily, 28 maart 2016