Sciencemag.cz
Doporučujeme
Názory na vznik prstenců Saturnu se různí. Nová série simulací na superpočítačích vysvětluje vznik prstenců masivní srážkou, k níž mělo dojít v době, kdy po Zemi ještě chodili dinosauři. A co nám mohou říci o Saturnu a jeho měsících, jednom z potenciálních míst, kde astrobiologové očekávají mimozemský život?
Podle nového výzkumu NASA a jejích partnerů se Saturnovy prstence mohly vyvinout z úlomků dvou ledových měsíců, které se srazily a roztříštily před několika sty miliony let. Úlomky, které neskončily v prstencích, mohly také přispět ke vzniku některých současných Saturnových měsíců.
Mise NASA Cassini pomohla vědcům pochopit, jak mladé – tedy z astronomického hlediska – jsou prstence Saturnu a pravděpodobně i některé jeho měsíce. A tento poznatek otevřel nové otázky o jejich původu. Na superpočítačovém systému DiRAC (Distributed Research using Advanced Computing) na britské Durham univerzity nyní vědci modelovali, jak mohly vypadat různé srážky mezi prekurzory měsíců. Tyto simulace byly provedeny s rozlišením více než stokrát vyšším než u předchozích podobných studií.
Saturnovy prstence se dnes nacházejí v blízkosti planety, v tzv. Rocheově mezi – na nejvzdálenější dráze, kde je gravitační síla planety dostatečně silná na to, aby rozložila větší kamenná nebo ledová tělesa, která se dostanou blíže. Materiál obíhající dále od planety by se již mohl shlukovat a vytvářet měsíce.
Simulací téměř 200 různých verzí nárazu tým zjistil, že široká škála kolizních scénářů by mohla rozptýlit správné množství ledu do Rocheovy meze Saturnu, kde by se mohl usadit do prstenců. „Zatímco alternativní vysvětlení nebyla schopna ukázat, proč by v Saturnových prstencích nebyla téměř žádná hornina – jsou tvořeny téměř výhradně kusy ledu – jeden typ srážky by to mohl vysvětlit,“ uvádí tisková zpráva NASA.
„Tento scénář přirozeně vede k ledovým prstencům,“ říká spoluautor nové studie Vincent Eke z Durhamské univerzity „Když do sebe narazí ledové měsíce, hornina v jádrech srážejících se těles je rozptýlena méně než nadložní led.“ Ledové a kamenné úlomky by narazily i do dalších měsíců v soustavě, což by mohlo způsobit kaskádu následných srážek. Takovýto multiplikační efekt mohl narušit případné další předchůdce měsíců mimo prstence, z nichž se mohly zformovat dnešní měsíce.
Co však mohlo tyto události uvést do pohybu? Dva z bývalých Saturnových měsíců mohly být dotlačeny ke srážce obvykle malými účinky gravitace Slunce, které sečtením destabilizovaly jejich dráhy kolem planety. Při určité konfiguraci oběžných drah může (i jen malá) dodatečná přitažlivost Slunce vyvolat zesilující se efekt sněhové koule: „rezonanci“, která prodlouží a nakloní obvykle kruhové a v rovině se nacházející dráhy měsíců, až se jejich dráhy protnou, což vyústí ve vysokorychlostní srážku.
Saturnův měsíc Rhea dnes obíhá těsně za místem, kde by se měsíc s touto rezonancí setkal. Stejně jako pozemský Měsíc se i Saturnovy měsíce v průběhu času stěhují směrem dál od planety. Pokud by tedy Rhea byla stará, musela by rezonanci překročit v nedávné minulosti. Oběžná dráha Rhey je však velmi kruhová a plochá. To naznačuje, že tento měsíc nepocítila destabilizující účinky rezonance, a zřejmě se tedy zformoval nedávno.
Nový výzkum se shoduje s jinými studiemi, které rovněž dokazují, že Saturnovy prstence se zformovaly teprve nedávno. Zůstává ale například následující otázka: Pokud jsou alespoň některé z ledových měsíců Saturnu také mladé, co by to mohlo znamenat pro možnost života v oceánech pod povrchem světů, jako je Enceladus?
L. F. A. Teodoro et al 2023 ApJ 955 137
DOI 10.3847/1538-4357/acf4ed
Zdroj: NASA, přeloženo, zkráceno
Credits: NASA/Durham University/Glasgow University/Jacob Kegerreis/Luís Teodoro
