Sa­tur­nus’ rin­gen ont­ston­den na ve­le fa­ta­le ont­moe­tin­gen

Times of Suriname - - WETENSCHAP -

Com­pu­ter­si­mu­la­ties wij­zen uit hoe de rin­gen van Sa­tur­nus zijn ont­staan en waar­om ze heel an­ders zijn dan die van Ura­nus. De rin­gen van Sa­tur­nus zijn al uit­ge­breid be­stu­deerd. Daar­voor maak­ten on­der­zoe­kers ge­bruik van te­le­sco­pen op aar­de, maar ook van ruim­te­son­des zo­als de Voy­a­gers en Cas­sini. Maar on­dui­de­lijk bleef hoe de rin­gen van de gas­reus zijn ont­staan. Tot nu. Met be­hulp van com­pu­ter­si­mu­la­ties la­ten on­der­zoe­kers zien hoe de rin­gen van Sa­tur­nus het le­vens­licht za­gen.

La­te Hea­vy Bom­bard­ment

De on­der­zoe­kers richt­ten zich op een pe­ri­o­de die be­kend staat als het La­te Hea­vy Bom­bard­ment (LHB). Daar­voor moe­ten we zo’n vier mil­jard jaar te­rug in de tijd, te­rug naar het mo­ment waar­op de gas­reu­zen van baan ver­an­der­den. Aan­ge­no­men wordt dat op dat mo­ment aan de ran­den van ons zon­ne­stel­sel dui­zen­den Kui­per­gor­del­ob­jec­ten be­ston­den die on­ge­veer net zo groot wa­ren als Plu­to. Eerst gin­gen de on­der­zoe­kers na hoe groot de kans was dat de­ze ob­jec­ten dicht ge­noeg langs de gas­reu­zen heen be­wo­gen om door de gro­te pla­ne­ten uit­een te wor­den ge­rukt. Re­sul­ta­ten to­nen aan dat Sa­tur­nus, Ura­nus en Nep­tu­nus meer­de­re ma­len ver­schil­len­de van de­ze gro­te Kui­per­gor­del­ob­jec­ten ont­moet­ten.

Ver­vol­gens ge­bruik­ten de on­der­zoe­kers com­pu­ter­si­mu­la­ties om na te gaan wat er tij­dens zo’n ont­moe­ting tus­sen een gas­reus en groot Kui­per­gor­del­ob­ject ge­beur­de. Het on­der­zoek liet zien dat de Kui­per­gor­del­ob­jec­ten veel­al ver­nie­tigd wer­den en frag­men­ten – die on­ge­veer 0,1 tot 10 pro­cent van de oor­spron­ke­lij­ke mas­sa van het Kui­per­gor­del­ob­ject uit­maak­ten – zich in een baan rond de gas­reus nes­tel­den. Aan­ge­zien de gas­reu­zen meer­de­re Kui­per­gor­del­ob­jec­ten ont­moet­ten, kan de ge­com­bi­neer­de mas­sa van de frag­men­ten die de­ze ob­jec­ten na de­ze fa­ta­le ont­moe­ting ach­ter­lie­ten, de hui­di­ge mas­sa van de rin­gen van Sa­tur­nus en Ura­nus ver­kla­ren. De­ze rin­gen ont­ston­den dus door­dat gro­te Kui­per­gor­del­ob­jec­ten te dicht bij de gas­reu­zen in de buurt kwa­men en uit el­kaar wer­den ge­trok­ken.

De on­der­zoe­kers gin­gen ook na hoe het de frag­men­ten, na­dat ze een­maal in een baan rond de gas­reu­zen wa­ren be­land, op lan­ge ter­mijn ver­ging. Uit die si­mu­la­ties bleek dat frag­men­ten die oor­spron­ke­lijk een om­vang had­den van en­ke­le ki­lo­me­ters veel­al her­haal­de­lijk in bot­sing kwa­men met an­de­re frag­men­ten en gaan­de­weg steeds klei­ner wer­den. Het kan ver­kla­ren waar­om we van­daag de dag rin­gen zien die uit fij­ne deel­tjes be­staan.

Maar nu was er nog één mys­te­rie: want als de rin­gen van Sa­tur­nus en Ura­nus zo ont­ston­den, waar­om is de sa­men­stel­ling van de rin­gen van de­ze gas­reu­zen dan zo ver­schil­lend? Zo blij­ken de rin­gen van Sa­tur­nus voor meer dan 95 pro­cent uit ij­zi­ge deel­tjes te be­staan, ter­wijl de rin­gen van Ura­nus – en Nep­tu­nus – veel don­ker­der zijn en voor een gro­ter deel uit rots­ach­ti­ge deel­tjes lij­ken te be­staan. Ook dat den­ken de on­der­zoe­kers te kun­nen ver­kla­ren. Ura­nus, maar ook Nep­tu­nus, heb­ben in ver­ge­lij­king met Sa­tur­nus een gro­te­re dicht­heid. Dat be­te­kent dat ob­jec­ten ra­ke­lings langs Ura­nus en Nep­tu­nus kun­nen sche­ren om ver­vol­gens uit el­kaar te wor­den ge­trok­ken. Maar wan­neer de­zelf­de ob­jec­ten op de­zelf­de af­stand langs Sa­tur­nus sche­ren, ge­beurt er iets an­ders: ze bot­sen met de pla­neet zelf. Kui­per­gor­dels met ge­laag­de struc­tu­ren – dat wil zeg­gen een rots­ach­ti­ge kern met een ij­zi­ge man­tel – die ra­ke­lings langs Ura­nus en Nep­tu­nus sche­ren, wor­den com­pleet ver­nie­tigd. Dat be­te­kent dat zo­wel hun rots­ach­ti­ge kern als de ij­zi­ge man­tel in ge­frag­men­teer­de vorm in een baan rond de gas­reu­zen gaan cir­ke­len. Maar wan­neer ver­ge­lijk­ba­re ob­jec­ten Sa­tur­nus ont­moe­ten, be­landt al­leen hun ij­zi­ge man­tel in ge­frag­men­teer­de vorm in een baan rond de gas­reus. De on­der­zoe­kers ver­moe­den dat gas­reu­zen rond an­de­re ster­ren op ver­ge­lijk­ba­re wij­ze aan hun rin­gen ko­men. Of dat echt zo is, zal uit na­de­re be­stu­de­ring van die ex­op­la­ne­ten moe­ten blij­ken. (Scien­ti­as/foto: Is­creams­un­dae)

Newspapers in Dutch

Newspapers from Suriname

© PressReader. All rights reserved.