I 1655 ble astronom Christiaan Huygens den første personen som observerte det vakre ringsystemet som omgir Saturn. Og selv om de absolutt er de mest spektakulære, har astronomer siden oppdaget at alle gass- og isgigantene i solsystemet (dvs. Jupiter, Saturn, Uranus og Neptune) har sitt eget ringsystem.
Disse systemene har forblitt en kilde til fascinasjon for astronomer, i stor grad fordi deres opprinnelse fremdeles er noe av et mysterium. Men takket være en fersk undersøkelse av forskere fra Tokyo Institute of Technology og Kobe University, kan opprinnelsen til disse ringene løses. I følge deres studie er ringene biter av Dvergplaneter som ble revet av i forbifarten, som deretter ble revet i stykker!
Denne forskningen kan bidra til å løse mange av de brennende spørsmålene om ringsystemene rundt systemets gigantiske planeter, samt detaljer om solsystemets fortid. Av hensyn til studien deres - med tittelen “Ringformasjon rundt kjempeplanter av tidevannsforstyrrelse av et enkelt passerende stort kuiperbelteobjekt” - vurderte det japanske forskerteamet en rekke faktorer.
Først vurderte de mangfoldet av de forskjellige ringsystemene i solsystemet vårt. Saturns ringer er for eksempel enorme (rundt 100 000 billioner kg!) Og består overveldende (90-95%) av vann. I kontrast er de mye mindre massive ringene til Uranus og Neptune sammensatt av mørkere materiale, og antas å ha høyere prosentandeler med steinete materiale i seg.
For å belyse dette, så teamet på Nice Model - en teori om dannelse av solsystemet som sier at gassgiganten migrerte til deres nåværende beliggenhet under Late Heavy Bombardment. Denne perioden fant sted for mellom 4 og 3,8 milliarder år siden, og var preget av et uforholdsmessig høyt antall asteroider fra trans-neptuniske rom som slo planeter i det indre solsystemet.
De vurderte deretter andre nylige modeller av dannelse av solsystem som antyder at de gigantiske planetene opplevde tette møter med gjenstander i Pluto-størrelse i løpet av denne tiden. Fra dette utviklet de teorien om at ringene kan være et resultat av at noen av disse gjenstandene ble fanget og dratt fra hverandre av gassgigantenes tyngdekraft. For å teste denne teorien utførte de en rekke datasimuleringer for å se hva som ville skje i disse tilfellene.
Som Ryuki Hyodo - en forsker ved Institutt for planetologi, Kobe University og hovedforfatteren på papiret - fortalte Space Magazine via e-post:
“Vi utførte to simuleringer. For det første undersøkte vi tidevannsforstyrrelser av Pluto-størrelseobjekter under de nære møtene med gigantiske planeter og beregnet mengden fragmenter som er fanget rundt gigantiske planeter, ved å bruke SPH (glatt-partikkelhydrodynamikk) -simuleringer. Vi fant nok masse / fragmenter til å forklare at nåværende ringer er fanget. Deretter utførte vi den langsiktige utviklingen av de fangede massene / fragmentene ved å bruke N-kroppssimuleringer. Vi fant at de fangede fragmentene kan kollidere hverandre med ødeleggelse og danne tynne ekvatoriale sirkulære ringer rundt gigantiske planeter. ”
Resultatene av denne simuleringen var i samsvar med massen av ringsystemene observert rundt Saturn og Uranus. Dette inkluderte de indre regulære satellittene til begge planetene - som også ville vært et produkt fra tidligere møter med KBO-er. Den stod også for forskjellene i ringenes sammensetning, og viste hvordan planetens Roche-grenser kan påvirke hva slags materiale som kan fanges effektivt.
Denne studien er spesielt viktig fordi den gir verifiserbar bevis for et av de varige mysteriene i vårt solsystem. Og som Hyodo påpeker, kan det komme godt med når det er på tide å undersøke ekstrasol-planetariske systemer også.
"Vår teori antydet at vi tidligere hadde to mulige epoker for å danne ringer," sa han. ”Den ene er under planetens akkresjonsfase, og den andre er under det sene tunge bombardementet. Dessuten er modellen vår naturlig anvendbar for andre planetariske systemer. Så, forutsier vår teori at eksoplaneter også har massive ringer rundt seg. ”
I mellomtiden kan noen synes ideen om at ringsystemer er likene til Dvergplaneter plagsomme. Men jeg tror vi alle kan være enige, a Soylent Green hentydning er kanskje bare litt over toppen!
