In 1655 werd astronoom Christiaan Huygens de eerste persoon die het prachtige ringsysteem rond Saturnus observeerde. En hoewel ze zeker de meest spectaculaire zijn, hebben astronomen sindsdien ontdekt dat alle gas- en ijsreuzen van het zonnestelsel (d.w.z. Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) hun eigen ringenstelsel hebben.
Deze systemen zijn een bron van fascinatie gebleven voor astronomen, grotendeels omdat hun oorsprong nog steeds een mysterie is. Maar dankzij een recente studie door onderzoekers van het Tokyo Institute of Technology en Kobe University, kan de oorsprong van deze ringen worden opgelost. Volgens hun studie zijn de ringen stukken Dwergplaneten die terloops zijn afgescheurd en vervolgens in stukken zijn gescheurd!
Dit onderzoek kan helpen om veel van de brandende vragen over de ringsystemen rond de gigantische planeten van ons systeem op te lossen, evenals details over het verleden van het zonnestelsel. Omwille van hun studie - getiteld "Ring Formation around Giant Planets by Tidal Disruption of a Single Passing Large Kuiper Belt Object" - overwoog het Japanse team van onderzoekers een aantal factoren.
Eerst hebben ze gekeken naar de diversiteit van de verschillende ringsystemen in ons zonnestelsel. De ringen van Saturnus zijn bijvoorbeeld enorm (ongeveer 100.000 biljoen kg!) En bestaan voor het overgrote deel (90-95%) uit waterijs. Daarentegen zijn de veel minder massieve ringen van Uranus en Neptunus samengesteld uit donkerder materiaal en wordt aangenomen dat ze een hoger percentage rotsachtig materiaal bevatten.
Om hier enig licht op te werpen, keek het team naar het Nice-model - een theorie over de vorming van zonnestelsels die stelt dat de gasreus tijdens het late zware bombardement naar hun huidige locatie migreerde. Deze periode vond plaats tussen 4 en 3,8 miljard jaar geleden en werd gekenmerkt door een onevenredig groot aantal asteroïden van trans-Neptuniaanse planeten in het binnenste zonnestelsel.
Vervolgens overwogen ze andere recente modellen van de vorming van het zonnestelsel, die veronderstellen dat de gigantische planeten gedurende deze tijd dichtbij ontmoetingen met objecten van Pluto-formaat waren. Hieruit ontwikkelden ze de theorie dat de ringen het gevolg zouden kunnen zijn van het vast komen te zitten en uiteengereten te worden door sommige van deze objecten door de zwaartekracht van de gasreuzen. Om deze theorie te testen, voerden ze een aantal computersimulaties uit om te zien wat er in deze gevallen zou gebeuren.
Zoals Ryuki Hyodo - een onderzoeker bij de afdeling Planetologie, Kobe University en de hoofdauteur op papier - Space Magazine via e-mail vertelde:
'We hebben twee simulaties uitgevoerd. Ten eerste onderzochten we met behulp van SPH-simulaties (Smoothed-particle hydrodynamics) getijdenverstoring van Pluto-formaat objecten tijdens de nabije ontmoetingen met gigantische planeten en berekenden we de hoeveelheid fragmenten die rond gigantische planeten zijn gevangen. We hebben genoeg massa / fragmenten gevonden om uit te leggen dat de huidige ringen zijn vastgelegd. Vervolgens hebben we de evolutie op lange termijn van de gevangen massa / fragmenten uitgevoerd met behulp van N-body simulaties. We ontdekten dat de gevangen fragmenten elkaar met vernietiging kunnen botsen en dunne equatoriale cirkelvormige ringen rond gigantische planeten kunnen vormen. ”
De resultaten van deze simulatie kwamen overeen met de massa van de ringsystemen rond Saturnus en Uranus. Dit omvatte de innerlijke reguliere satellieten van beide planeten - die ook het product zouden zijn geweest van eerdere ontmoetingen met KBO's. Het was ook verantwoordelijk voor de verschillen in de samenstelling van de ringen, en liet zien hoe de Roche-limieten van de planeet van invloed kunnen zijn op wat voor soort materiaal effectief kan worden vastgelegd.
Deze studie is bijzonder belangrijk omdat het verifieerbaar bewijs biedt voor een van de blijvende mysteries van ons zonnestelsel. En zoals Hyodo opmerkt, kan het erg handig zijn als het tijd is om ook buitenzonne-planetaire systemen te onderzoeken.
'Onze theorie suggereerde dat we in het verleden twee mogelijke tijdperken hadden om ringen te vormen', zei hij. “De ene is tijdens de aanwasfase van de planeet en de andere is tijdens het late zware bombardement. Ons model is natuurlijk ook toepasbaar op andere planetaire systemen. Onze theorie voorspelt dus dat exoplaneten ook enorme ringen om zich heen hebben. '
In de tussentijd vinden sommigen het idee dat ringsystemen de lijken van Dwergplaneten lastig zijn. Maar ik denk dat we het er allemaal over eens zijn, een Soylent Green toespeling is misschien net een beetje overdreven!
