Site pictogram Astroblogs

Ringen van Saturnus zijn afkomstig van een vroegere maan, Chrysalis

Impressie van de maan Chrysalis, die uiteenvalt in brokstukken om zo de ringen van saturnus te vormen. credit B. Militzer and NASA

Van alle planeten in het zonnestelsel heeft Saturnus het meest prominente ringenstelsel – de ringen van bijvoorbeeld Jupiter en Uranus zijn veel zwakker en kleiner. De vraag waar sterrenkundigen zich mee bezig houden is wat precies de oorsprong van Saturnus’ ringen is en waarom de planeet met zijn rotatieas een grote hoek maakt (26,73°) ten opzichte van het baanvlak om de zon. In 2019 was al duidelijk geworden dat de ringen van Saturnus er niet altijd zijn geweest, dat ze met een geschatte leeftijd tussen 10 en 100 miljoen jaar relatief jong zijn. Saturnus zelf is 4,5 miljard jaar oud. Nu blijkt uit recent onderzoek dat er een verband is tussen de hoek en het ringenstelsel en dat alles heeft te maken met een maan die Saturnus ooit had, Chrysalis [1]Die naam wijst op de ‘verpopping’ van een rups tot een vlinder, omdat de maan tot de ringen uitbloeide zoals een pop in een vlinder verandert. genaamd. Een team van sterrenkundigen onder leiding van Jack Wisdom (mooie naam voor een wetenschapper, hij is van het Massachusetts Institute of Technology), heeft verder geborduurd op de ontdekking uit 2019 van de jonge leeftijd van het ringenstelsel. Toen werd nog geopperd dat de ringen mogelijk veroorzaakt zijn door de afbraak van een komeet. Maar het onderzoek van Wisdom’s team laat zien dat niet een komeet de bron van de ringen is, maar een vroegere maan, eentje die zo groot was als Iapetus, met een diameter van 1470 km de op twee na grootste maan van Saturnus.

Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Toen Chrysalis te dicht bij de planeet kwam werd hij door getijdekrachten uit elkaar getrokken en verdween 99% van de massa in Saturnus, die resterende 1% leverde het ringenstelsel van saturnus op. Maar waarom kwam Chrysalis dan te dichtbij? Dát had te maken met de interactie die plaatsvond en nog steeds plaatsvindt tussen Saturnus en Neptunus. De banen van deze twee planeten zijn gravitationeel met elkaar verbonden, iets wat ze resonantie noemen. De hoek van de rotatieas wiebelt periodiek, de zogeheten precessie (iets wat de aarde ook kent, onze hoek is 23,5°) en die loopt synchroon met de baan van Neptunus. Die resonantie tussen Saturnus en Neptunus is al miljarden jaren aan de gang, zo laat het onderzoek van Wisdom c.s. zien, en daar heeft Saturnus z’n schuine hoek en porecessie aan te danken. En uiteindelijk ook zijn ringenstelsel, want het is door de resonantie en precessie dat pakweg 100 tot 200 miljoen jaar geleden Saturnus’ grootste maan Titan verder van de planeet kwam te staan, toen de hoek maarliefst 36° bedroeg, en dat zorgde er voor dat de baan van Chrysalis instabiel werd. Die kwam toen te dichtbij de planeet en desintegreerde daarbij (zie de illustratie hieronder).

De precessie van Saturnus in beeld gebracht en het ontstaan van de ringen. CREDIT: E. OTWELL, ADAPTED FROM M. EL MOUTAMID/SCIENCE 2022

In Science verscheen er deze week dit vakartikel over. Bron: Berkeley.

References[+]

References
1 Die naam wijst op de ‘verpopping’ van een rups tot een vlinder, omdat de maan tot de ringen uitbloeide zoals een pop in een vlinder verandert.
Mobiele versie afsluiten