Bata ba o matanda ang mga singsing ni Saturn?

Tinitingnan ang Saturn sa pamamagitan ng spacecraft, kalahating iluminado ng mga singsing na naghahagis ng anino sa planeta.

Tingnan ang mas malaki. | Saturn, sa pamamagitan ng Cassini spacecraft. Larawan sa pamamagitan ng NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Europlanet.


Apat na dekada na ang nakalilipas, noong una akong nag-aaral ng astronomy, ipinapalagay nating lahat na ang mga iconic na singsing ng Saturn ay palaging naroon, kasing edad ng solar system mismo. Ipinapalagay namin na nabuo ang Saturn gamit ang mga singsing nito, na napakalawak at maluwalhati, na umaabot ng halos 200,000 milya (300,000 km) sa itaas ng ekwador ng planeta. Ang mga singsing ay tila mahalaga sa Saturn mismo. Ngunit pagkatapos ay dumating ang mga pagbisita sa Saturn ng Voyagers 1 at 2, noong 1980 at '81. Iminungkahi ng kanilang mga obserbasyon na ang mga singsing ay maaaring mas bata kaysa sa planeta - mas bata - isang pansamantalang kababalaghan, na tumatagal lamang ng milyun-milyong taon sa 4.5-bilyong taong buhay ng ating solar system. At sa mga nagdaang taon, ang data mula sa Cassini spacecraft (2004-2017) ay tila nagpako sa ideya na ang mga singsing ni Saturn ay mula 10 milyon hanggang 100 milyong taong gulang. Ngayon naririnig namin na ang pananaw mula kay Cassini ay hindi rin ang huling salita. Ang isang pangkat ng mga mananaliksik ay muling pinasigla ang debate tungkol sa edad ng mga singsing ni Saturn sa isang pag-aaral na nag-date sa mga singsing na malamang na nabuo sa unang bahagi ng solar system.

Iminumungkahi ng mga may-akda na ang mga prosesong mas gustong maglabas ng maalikabok at organikong materyal mula sa mga singsing ni Saturn - isang 'ring rain' na bumagsak sa bahagi sa mga cloudtop ng Saturn - ay maaaring magmukhang mas bata kaysa sa tunay na mga ito. Si Cassini, sa katunayan, ay nakatagpo ng ring rain na ito nang sumisid ito sa pagitan ng mga singsing ng Saturn at sa itaas na kapaligiran nito sa panahon nito.Grand Finalnoong 2017.


Ang ideya ay tinatalakay ngayong linggo ng mga astronomo sa apinagsamang pagpupulongng European Planetary Science Congress at ng AAS Division para sa Planetary Sciences sa Geneva, Switzerland. Ito ayinilathalatamang-tama para sa pulong na ito, noong Setyembre 16, 2019, sapeer-reviewedTalaarawanAstronomiya ng Kalikasan.

Saturn at ang mga singsing nito sa maling kulay na may berdeng mga singsing at mga banda sa planeta na pula, asul, at lila.

Nakuha ng Voyager 2 ang mga larawan para gawin itong composite, na kinuha sa pamamagitan ng ultraviolet, violet at green na mga filter. Itinuring na detalyado ang imahe noong panahong iyon. Ang Voyager 1 at 2 Saturn encounters ay naganap ng siyam na buwan ang pagitan, noong Nobyembre 1980 at Agosto 1981. Ang mga misyon na iyon ang unang nagbunsod ng haka-haka na ang mga singsing ni Saturn ay maaaring mas bata kaysa sa palaging inaakala ng mga astronomo. Larawan sa pamamagitan ngNASA/JPL-Caltech.

SApahayagmula sa mga may-akda ng bagong pag-aaral ay nagsabi:

Ang pagsisid ni Cassini sa mga singsing sa panahon ng misyonGrand Finalnoong 2017 ay nagbigay ng data na binibigyang kahulugan bilang katibayan na nabuo ang mga singsing ni Saturn ilang sampu-sampung milyong taon na ang nakalilipas, noong mga panahon na lumakad ang mga dinosaur sa Earth. Ang mga sukat ng gravity na kinuha sa panahon ng pagsisid ay nagbigay ng mas tumpak na pagtatantya ng bigat ng mga singsing, na binubuo ng higit sa 95% na yelo ng tubig at mas mababa sa 5% na mga bato, mga organikong materyales at metal. Pagkatapos ay ginamit ang pagtatantya ng masa upang malaman kung gaano katagal ang malinis na yelo ng mga singsing ay kailangang malantad sa alikabok at micrometeorite upang maabot ang antas ng iba pang mga 'pollutants' na nakikita natin ngayon. Para sa marami, nalutas nito ang misteryo ng edad ng mga singsing.




Ngunit hindi lahat ng mga siyentipiko ay kumbinsido. Sa isang artikulo tungkol sa mga singsing ni SaturnScientific Americansa Agosto, eksperto sa singsingLuke Tapos nang Southwest Research Institute ay sinipi na nagsasabing:

Wala akong tutol sa mga batang singsing. Sa tingin ko lang walang nakahanap ng isang napaka-makatwirang paraan ng paggawa ng mga ito. Nangangailangan ito ng isang hindi malamang na kaganapan.

Sa madaling salita, sa unang bahagi ng solar system, kapag mayroong maraming mga debris na lumilipad sa paligid, madaling isipin ang mga dinamikong proseso na may kakayahang lumikha ng mga singsing: ang pagkuha ng mga labi ng gravity ng Saturn at/o ang breakup ng mga kometa, asteroid, o kahit maliliit na buwan. Sa sandaling nagsimulang mabuo ang mga singsing, madali ring isipin ang magkakahiwalay na mga particle ng singsing na nagbabanggaan sa isa't isa at naghiwa-hiwalay nang mas maliit, na kumakalat sa paligid ng Saturn upang mabuo ang mga singsing nito. Ngunit angScientific Americanartikulosabi:

… napakahirap, sabi ng ilang kritiko, na gumawa ng ganoong kalawak na mga singsing sa medyo tahimik na solar system sa ngayon at malapit sa nakaraan.


Bata, mapula ang buhok, may balbas, nakangiting lalaki na may salamin.

Astronomer Aurélien Crida, sa pamamagitan ngGANSA. Siya ang nangungunang may-akda ng bagong pag-aaral na nagmumungkahi na ang mga singsing ni Saturn ay napakaluma.

Aurélien Cridang Observatoire de la Côte d'Azur, ang nangungunang may-akda ng bagong pag-aaral. Narito kung bakit siya naniniwala na ang debate ay hindi pa naaayos; sinabi niya:

Hindi natin direktang masusukat ang edad ng mga singsing ng Saturn tulad ng mga singsing sa tuod ng puno, kaya kailangan nating tukuyin ang kanilang edad mula sa iba pang mga katangian tulad ng masa at komposisyon ng kemikal. Ang mga kamakailang pag-aaral ay gumawa ng mga pagpapalagay na ang daloy ng alikabok ay pare-pareho, ang masa ng mga singsing ay pare-pareho, at ang mga singsing ay nagpapanatili ng lahat ng materyal na polusyon na kanilang natatanggap.

Gayunpaman, mayroon pa ring maraming kawalan ng katiyakan tungkol sa lahat ng mga puntong ito at, kapag kinuha sa iba pang mga resulta mula sa misyon ng Cassini, naniniwala kami na mayroong isang malakas na kaso na ang mga singsing ay mas matanda.


Nagtatalo si Crida at ang kanyang mga kasamahan sa kanilang pag-aaral na ang masa na sinusukat sa pagtatapos ng misyon ng Cassini ay nasa 'pambihirang magandang kasunduan' sa mga modelo ng dinamikong ebolusyon ng malalaking singsing na itinayo noongprimordial solar system.

Labintatlong arly drawings ng Saturn na may mga singsing na puti sa itim, mula noong 1600s.

Natuklasan ni Galileo ang mga singsing ni Saturn noong 1610. Sa pamamagitan ng kanyang unang teleskopyo, naisip niya na ang mga ito ay parang 'mga hawakan,' o marahil ay malalaking buwan sa magkabilang panig ng Saturn. Pagkatapos ay kinuha ni Christiaan Huygens ang mga obserbasyon ng Saturn at inilathala ang compilation image na ito, na nagpapakita kung paano nagbago ang hitsura ni Saturn mula 1610 hanggang 1646, sa kanyangSystema Saturnium. Si Huygens ang nagsiwalat ng misteryo ng mga singsing ni Saturn, na nagsabing 'Ito [Saturn] ay napapalibutan ng isang manipis, patag, singsing, kahit saan ay hindi nakadikit, nakahilig sa ecliptic.'Magbasa ng higit pang kasaysayan ng aming kaalaman sa mga singsing ni Saturn.

Nadia Drake, may-akda ngScientific American'sAng artikulo ng Saturn noong Agosto, ay inilarawan ang mga singsing ni Saturn bilang 'mga nagyeyelong particle mula sa mikroskopiko hanggang sa mobile home.' Inilarawan ni Crida at mga kasamahan ang mga indibidwal na bahagi sa mga singsing ni Saturn nang mas prosaically bilang:

… mga particle at bloke na may sukat mula metro pababa hanggang micrometers. Ang malapot na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga bloke ay nagiging sanhi ng pagkalat ng mga singsing at pagdadala ng materyal na parang conveyor-belt. Ito ay humahantong sa pagkawala ng masa mula sa pinakaloob na gilid, kung saan ang mga particle ay nahuhulog sa planeta, at mula sa panlabas na gilid, kung saan ang materyal ay tumatawid sa panlabas na hangganan patungo sa isang rehiyon kung saan nagsisimula ang pagbuo ng mga moonlet at satellite.

Mas mabilis na kumalat ang mas malalaking singsing at mas mabilis na nawawala ang masa. Ang mga modelo ay nagpapakita na anuman ang unang masa ng mga singsing, may posibilidad na ang mga singsing ay magtagpo sa isang masa na sinusukat ni Cassini pagkatapos ng humigit-kumulang 4 na bilyong taon, na tumutugma sa timescale ng pagbuo ng solar system.

Binuod ni Crida ang posisyon ng kanyang koponan, na nagsasabi:

Mula sa aming kasalukuyang pag-unawa sa lagkit ng mga singsing, ang masa na sinusukat sa panahon ng Cassini Grand Finale ay magiging natural na produkto ng ilang bilyong taon ng ebolusyon, na nakakaakit. Sa totoo lang, walang nagbabawal sa mga singsing na mabuo kamakailan na may ganitong tumpak na masa at halos hindi na umunlad mula noon. Gayunpaman, iyon ay magiging isang coincidence.

Isang binata na nakasuot ng asul na jacket sa isang bulubunduking setting.

Iniulat ni Hsiang-Wen (Sean) Hsu ng LASP at ng kanyang mga kasamahan noong 2018 na matagumpay nilang nakolekta ang microscopic material streaming mula sa mga singsing ni Saturn.Magbasa pa.

Hsiang-Wen Hsung Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) sa Boulder, Colorado, ay bahagi ng isang pangkat na nag-anunsyomga resulta noong Oktubre 2018 na nauugnay sa isang 'ring rain.'Ang mga resulta, sa pamamagitan ng Cassini, ay nagpakita na ang 600 kilo (1,300 pounds) ng silicate na butil ay nahuhulog sa Saturn mula sa mga singsing bawat segundo. Ang iba pang mga pag-aaral ay nagpakita ng pagkakaroon ng mga organikong molekula sa itaas na kapaligiran ng Saturn na naisip na nagmula sa mga singsing. Nagkomento si Hsu:

Iminumungkahi ng mga resultang ito na ang mga singsing ay 'naglilinis' sa kanilang mga sarili ng mga pollutant. Ang likas na katangian ng potensyal na proseso ng paglilinis ng singsing ay mahiwaga pa rin.

Gayunpaman, ipinapakita ng aming pag-aaral na ang edad ng pagkakalantad ay hindi kinakailangang nakaugnay sa edad ng pagbuo, kaya ang mga singsing ay maaaring lumitaw na artipisyal na bata.

Isang malawak na arko ng mga singsing ni Saturn, na nagpapakita ng puwang na kilala bilang Cassini's Division at iba pang gaps at shading.

Tingnan ang mas malaki. | Isa pang larawan ng Cassini ng mga singsing ni Saturn, sa pamamagitan ng NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Europlanet.

Bottom line: Ang data ng Cassini ay tila nagpapahiwatig ng mga singsing na tumatagal lamang ng 10 milyon hanggang 100 milyong taon. Iminumungkahi ng isang bagong pag-aaral na ang maalikabok at organikong materyal na inilabas mula sa mga singsing ni Saturn - isang 'ring rain' - ay maaaring magmukhang mas bata kaysa sa tunay na mga singsing. Habang nakatayo ngayon, hindi natin alam kung bata o matanda ang mga singsing ni Saturn; alam lang natin na ang mga astronomer ay patuloy na natututo tungkol sa kanila.

Pinagmulan: Bata ba talaga ang mga singsing ni Saturn?

Sa pamamagitan ng Europlanet