18 oktober 2019

Het ontstaan van de manen van Saturnus verklaard?

Familieportret: Saturnus en kroost

Massale inslagen zijn populair vandaag. Tot de merkwaardigheden van het buitenste zonnestelsel behoren de middelgrote manen van Saturnus: een half dozijn ijslichamen die in het niet vallen bij de enorme maan Titan. Volgens een nieuw model zijn deze manen het gevolg van meerdere massale inslagen, waarbij een aantal grote satellieten zijn samengevoegd tot Titan. Uit de “resten” van deze botsingen zijn dan de middelgrote manen ontstaan, aldus een team van Amerikaanse en Zwitserse wetenschappers.Volgens de wetenschappers is Saturnus begonnen met een familie van grote manen, vergelijkbaar met de vier grote manen van Jupiter (de zogenaamde Galileïsche manen, omdat ze in 1610 door Galileo ontdekt zijn). De Galileïsche manen zijn goed voor 99,998 procent van de totale massa van alle manen van Jupiter – hoewel Jupiter tientallen kleine manen heeft, kent de planeet geen middelgrote manen. Het nieuwe model vormt een verklaring waarom de maanstelsels van Jupiter en Saturnus zo verschillend zijn.Wetenschappers vermoeden dat de reuzenplaneten hun manen op dezelfde wijze verkregen hebben als de zon haar planeten, waarbij maanstelsels als miniatuur-zonnestelsels groeien uit een wervelende schijf van gas, puin, stof en ijs. De laatste fase uit het ontstaansproces is dan een periode van massale inslagen. In het zonnestelsel zijn onder andere Mercurius, de aarde en Uranus het slachtoffer geweest. Bij Saturnus hebben ze geresulteerd in het maanstelsel zoals wij die kennen, waarbij Titan ontstaan is uit een aantal massale inslagen. Bij iedere inslag werd de massa van de botsende lichamen gecombineerd, terwijl uit de restanten van de inslagen een familie van middelgrote manen is ontstaan.

Computersimulatie, waarin het resultaat van meerdere massale inslagen is te zien: de massieve, planeetachtige maan Titan plus meerdere kleinere, ijsrijke manen

Zoals gezegd heeft de aarde iets soortgelijks meegemaakt, waarbij de aarde haar laatste 10 procent massa heeft verkregen, terwijl uit mantelmateriaal de maan is ontstaan. Op dezelfde wijze zijn de middelgrote manen van Saturnus gemaakt uit materiaal dat vergelijkbaar is met materiaal uit de mantel van Titan. Het massale inslag-model verklaart de grote verscheidenheid aan manen bij Saturnus, evenals hun zeer actieve geologie en dynamiek. Bovendien verklaart het ook een merkwaardige eigenschap van Titan, namelijk zijn zeer excentrische omloopbaan.De wetenschappers hebben toen een computersimulatie gedraaid om bovenstaand scenario te testen. Ze ontdekten dat als manen ter grootte van de Galileïsche manen samensmelten, hierbij ijsrijke spiraalarmen kunnen ontstaan, die vooral gemaakt zijn uit mantelmateriaal van de botsende manen. Na verloop van tijd condenseren deze spiraalarmen tot middelgrote, ijsrijke manen.Toch vormt de computersimulatie op zich geen bewijs. Andere modellen laten namelijk zien dat als Titan het resultaat is van massale inslagen, deze maan al het “restmateriaal” ook opneemt. Dan zou er dus geen materiaal overblijven om een familie van middelgrote manen te maken. De betrokken wetenschappers zijn dan ook van plan om hun model voortdurend te toetsen en te verbeteren. Toch zal het definitieve bewijs geleverd moeten worden door de Saturnusverkenner Cassini. Het nieuwe model levert namelijk sterke voorspellingen over de samenstelling van Titan en de middelgrote manen. Dit soort dingen kunnen getest worden. De middelgrote manen herbergen wellicht aanwijzingen over wat er gebeurt is.

De bizarre verscheidenheid aan Saturnus-manen. Met de klok mee: Titan (rechtsboven), Iapetus, Hyperion, Enceladus, Tethys, Dione en Mimas. Rhea staat in het midden

Bron: University of California.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.