Leta 1655 je astronom Christiaan Huygens postal prva oseba, ki je opazovala čudovit sistem obročev, ki obdaja Saturn. In čeprav so zagotovo najbolj spektakularni, so astronomi odkrili, da imajo vsi plinasti in ledeni velikani Osončja (tj. Jupiter, Saturn, Uran in Neptun) svoj sistem prstanov.
Ti sistemi so ostali vir fascinacije za astronome, predvsem zato, ker je njihov izvor še vedno skrivnost. Toda zahvaljujoč nedavni študiji raziskovalcev s Tokijskega inštituta za tehnologijo in univerze Kobe je izvor teh prstanov morda rešen. Po njihovi študiji so prstani kosi pritlikavih planetov, ki so se mimogrede odtrgali, ki so jih nato raztrgali na koščke!
Ta raziskava bi lahko pomagala rešiti številna pereča vprašanja o sistemih obročev okoli orjaških planetov našega sistema, pa tudi podrobnosti o preteklosti Osončja. Zaradi njihove študije – z naslovom » Nastanek obroča okoli orjaških planetov s plimsko motnjo enega samega prehoda velikega predmeta Kuiperjevega pasu ” – japonska skupina raziskovalcev je upoštevala številne dejavnike.
Kuiperjev pas je bil poimenovan v čast nizozemsko-ameriškega astronoma Gerarda Kuiperja, ki je domneval rezervoar ledenih teles onkraj Neptuna. Zasluge: JHUAPL
Najprej so upoštevali raznolikost različnih sistemov obročev v našem Osončju. Na primer, Saturnovi obroči so ogromni (približno 100.000 bilijonov kg!) in sestavljeni pretežno (90-95%) iz vodnega ledu. Nasprotno pa so veliko manj masivni obroči Urana in Neptuna sestavljeni iz temnejšega materiala in domnevajo, da imajo v njih višje odstotke kamnitega materiala.
Da bi osvetlili to, je ekipa pogledala na Lep model – teorija nastajanja Osončja, ki pravi, da se je plinski velikan med časom preselil na svojo sedanjo lokacijo Pozno težko bombardiranje . To obdobje se je zgodilo pred 4 in 3,8 milijardami let, zanj pa je bilo značilno nesorazmerno veliko število asteroidov iz transneptunskega vesolja, ki so udarili na planete v notranjem sončnem sistemu.
Nato so razmislili o drugih nedavnih modelih nastanka Osončja, ki domnevajo, da so planeti velikani v tem času doživeli bližnja srečanja s predmeti velikosti Plutona. Iz tega so razvili teorijo, da so obroči lahko posledica tega, da se nekateri od teh predmetov ujamejo in raztrgajo zaradi gravitacije plinskih velikanov. Da bi preizkusili to teorijo, so izvedli številne računalniške simulacije, da bi videli, kaj bi se zgodilo v teh primerih.
Kot je po elektronski pošti povedal Ryuki Hyodo – raziskovalec na Oddelku za planetologijo Univerze Kobe in glavni avtor prispevka – Universe Today:
»Izvedli smo dve simulaciji. Najprej smo z uporabo simulacije SPH (Hidrodinamika zglajenih delcev) raziskali plimske motnje objektov velikosti Plutona med tesnimi srečanji z orjaškimi planeti in izračunali količino drobcev, ki so ujeti okoli orjaških planetov. Našli smo dovolj mase/delčkov, da razložimo, da so trenutni obroči zajeti. Nato smo izvedli dolgoročnejšo evolucijo zajete mase / fragmentov z uporabo simulacij N-teles. Ugotovili smo, da lahko ujeti drobci trčijo drug v drugega z uničenjem in tvorijo tanke ekvatorialne krožne obroče okoli orjaških planetov.
Sestavljena slika Urana v dveh infrardečih pasovih, ki prikazuje planet in njegov sistem obročev. Zasluge: Observatorij W. M. Keck (Marcos van Dam)
Rezultati te simulacije so bili skladni z maso sistemov obročev, opaženih okoli Saturna in Urana. To je vključevalo notranje pravilne satelite obeh planetov – ki bi bili tudi produkt preteklih srečanj s KBO. Upošteval je tudi razlike v sestavi prstanov, kar kaže, kako lahko meje planeta Roche vplivajo na to, kakšen material je mogoče učinkovito zajeti.
Ta študija je še posebej pomembna, ker ponuja preverljive dokaze za eno od trajnih skrivnosti našega Osončja. In kot poudarja Hyodo, bi lahko prišlo zelo prav, ko pride čas za preučitev tudi zunajsončnih planetarnih sistemov.
'Naša teorija je predlagala, da smo imeli v preteklosti dve možni epohi za oblikovanje obročev,' je dejal. »Eden je v fazi rasti planeta, drugi pa med poznim močnim bombardiranjem. Naš model je seveda uporaben tudi za druge planetarne sisteme. Naša teorija torej predvideva, da imajo eksoplaneti tudi masivne obroče okoli sebe.
Medtem bi se komu morda zdela težava ideja, da so sistemi obročev trupla pritlikavih planetov. Ampak mislim, da se lahko vsi strinjamo, aSoylent Greenaluzija je morda le malo pretirana!
Nadaljnje branje: arXiv