Saturns måne Mimas er den minste av gassgigantens store måner. (Saturn har 62 måner, men noen av dem er bittesmå moonlets med mindre enn 1 km i diameter.) To nye studier viser hvordan Mimas fungerte som en slags snøplog og utvidet Cassini-divisjonen mellom Saturns ringer.
Saturns ikoniske ringer skiller den fra andre planeter i solsystemet. Det er ingen vitenskapelig enighet om hvordan de dannet seg. Teorien sier at de dannet seg tidlig i solsystemets historie, mens data fra Cassini-oppdraget antyder at de dannet seg mye senere, kanskje under dinosaurenes regjeringstid. Data fra Cassinis såkalte Grand Finale indikerer at ringene er 200 millioner år gamle eller yngre. Men selv om historien deres er usikker, vet vi fortsatt hva de er sammensatt av: de er nesten all vann, med noen steinete biter.
De kalles Saturns ringer fordi det er flere ringer atskilt av hull som kalles divisjoner. Det største, mest synlige gapet kalles Cassini-divisjonen. Det er i mellom det som kalles A-ringen og B-ringen, og divisjonen er omtrent 4800 km (3000 mi) bred.
Det er to nye studier som hjelper til med å forklare hvordan Cassini-divisjonen ble opprettet og utvidet. Den første er "Formasjon av Cassini-divisjonen - I. Forme ringene av Mimas innvandring" og den andre er "Formasjon av Cassini-divisjonen - II. Mulige historier om Mimas og Enceladus. ” Begge ble publisert i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society i juni 2019. De er begge av samme gruppe forfattere fra forskningsinstitutter i Frankrike.
Studiene viser at månen Mimas har fungert som en snøplog og skjøvet partiklene som utgjør A- og B-ringene fra hverandre, og utvidet Cassini-divisjonen til sin nåværende 4800 km bredde. Det gjør dette gjennom orbital resonans.
Den indre kanten av Cassini-divisjonen kalles Huygens Gap. Is- og bergpartiklene i Huygens Gap i den indre kanten av Cassini-divisjonen er i en 2: 1-bane-resonans med Mimas. Det betyr at for hver av Mimas 'bane, kretser disse partiklene to ganger. Som et resultat trekker Mimas gjentatte ganger på disse partiklene på tyngdekraften, og tvinger dem til baner utenfor gapet. Som en snøplog.
En månes naturlige tendens er å vandre bort fra vertsplaneten. Bare vertsplanetens tyngdekraft kan holde den i sjakk. Men i Mimas 'tilfelle skjedde noe annet som fikk den til å migrere innover med opptil 9000 km, og i prosessen utvide gapet til halvparten av avstanden. Bare et tap av energi kan ha forårsaket Mimas 'indre migrasjon.
Forskerne sier at Mimas måtte ha mistet energi ved å varme opp, noe som igjen ville smeltet månens indre is og svekket skorpen. Men nå som Cassini-romfartøyet har gitt oss så utmerket utsikt over overflaten til Mimas, stemmer ikke det scenariet. Mimas overflate viser fortsatt bevis på gamle påvirkninger, som ikke burde være der hvis jordskorpen hadde blitt svekket.
Forskerteamet har en andre hypotese som involverer en annen av Saturns måner, Enceladus. Enceladus er bemerkelsesverdig fordi den har et hav under jorden, som også ble oppdaget av Cassini-romfartøyet. I følge denne hypotesen mistet både Mimas og Enceladus energi gjennom orbital resonans. Dette ville ha oppvarmet begge månene og skapt havoverflaten. Imidlertid er denne hypotesen ubekreftet, spesielt siden eksistensen av et hav under jorden på Mimas aldri har blitt bevist. (Overflaten viser ingen tegn til en.)
Det som er klart, er at Mimas har begynt å migrere utover igjen. I følge beregningene i disse papirene vil Cassini-divisjonen være om lag 40 millioner år borte.
Denne studien kan ha noen fascinerende implikasjoner for studiet av eksoplaneter. I følge forfatterne, når astronomer finner eksoplaneter med ringstrukturer rundt seg, kan det bety tilstedeværelsen av måner. Og hvis det er måner der, kan de godt ha hav under overflaten. Og i de havene, kanskje, livet.
Kilder:
- Pressemelding: Saturns måne Mimas, en snøplog i planetens ringer
- Forskningsartikkel: Formasjon av Cassini-divisjonen - I. Forme ringene av Mimas innvandring
- Forskningsartikkel: Formasjon av Cassini-divisjonen - II. Mulige historier om Mimas og Enceladus
- Forskningsartikkel: Tidevannets implikasjoner på Mimas havhypotese
- Space Magazine: Cassini Spacecraft bekrefter Subsurface Ocean på Enceladus
- NASA: Mimas In Depth
