Każdy, kto szuka różnych organizacji od pierwszych dni Układu Słonecznego, może je wszystkie znaleźć w jednym miejscu: układzie Saturna. Nowa analiza danych ze statku kosmicznego Cassini sugeruje, że księżyce i pierścienie Saturna są „antykami” z czasów, gdy powstawał Układ Słoneczny.
„Badanie układu Saturna pomaga nam zrozumieć chemiczną i fizyczną ewolucję całego naszego układu słonecznego” - powiedział naukowiec Cassini Gianrico Filacchione z włoskiego Narodowego Instytutu Astrofizyki. „Wiemy teraz, że zrozumienie tej ewolucji wymaga nie tylko zbadania jednego księżyca lub pierścienia, ale także połączenia relacji między tymi ciałami.”
Pierścienie, księżyce, księżycowce i inne szczątki pochodzą sprzed ponad 4 miliardów lat. Pochodzą one z czasów, w których ciała planetarne w naszym sąsiedztwie zaczęły formować się z mgławicy protoplanetarnej, chmury materiału wciąż krążącej wokół Słońca po jego zapłonie jako gwiazdy.
Dane z wizualnego i podczerwonego spektrometru mapowania Cassini (VIMS) ujawniły, w jaki sposób lód wodny, a także kolory - które są oznakami materiałów niewodnych i organicznych - są rozmieszczone w układzie Saturna. Dane spektrometru w widocznej części spektrum światła pokazują, że zabarwienie pierścieni i księżyców jest zasadniczo głębokie.
Korzystając z zakresu podczerwieni, VIMS wykrył również obfity lód wodny - zbyt duży, aby mógł zostać zdeponowany przez komety lub inne niedawne środki. Autorzy wywnioskowali więc, że lody wodne musiały powstać mniej więcej w czasie narodzin Układu Słonecznego, ponieważ Saturn krąży wokół Słońca poza tak zwaną „linią śniegu”. Poza linią śniegu, w zewnętrznym Układzie Słonecznym, w którym mieszka Saturn, środowisko sprzyja zachowaniu lodu wodnego, podobnie jak głębokie zamrażarki. Wewnątrz „linii śniegu” Układu Słonecznego środowisko jest znacznie bliższe ciepłemu blaskowi Słońca, a lody i inne substancje lotne łatwiej się rozpraszają.
Kolorowa patyna na cząstkach pierścienia i księżycach z grubsza odpowiada ich położeniu w układzie Saturna. W przypadku cząstek pierścienia wewnętrznego i księżyców Saturna rozpylona woda-lód z księżyca gejzeru Enceladus ma efekt wybielania.
Dalej naukowcy odkryli, że powierzchnia księżyców Saturna była na ogół bardziej czerwona, im dalej krążyły wokół Saturna. Phoebe, jeden z zewnętrznych księżyców Saturna i obiekt, o którym przypuszcza się, że pochodzi z dalekiego Pasa Kuipera, wydaje się zrzucać czerwonawy pył, który w końcu zrywa powierzchnię pobliskich księżyców, takich jak Hyperion i Japet.
Wygląda na to, że deszcz meteoroidów spoza układu zmienił niektóre części głównego układu pierścieniowego - zwłaszcza część głównych pierścieni zwaną pierścieniem B - subtelny czerwonawy odcień. Naukowcy sądzą, że czerwonawym kolorem może być utlenione żelazo - rdza - lub wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, które mogą być prekursorami bardziej złożonych cząsteczek organicznych.
Jedną z wielkich niespodzianek z tych badań było podobne czerwonawe zabarwienie księżyca w kształcie ziemniaka Prometeusza i pobliskich cząstek pierścienia. Inne księżyce w okolicy były bardziej białawe.
„Podobny czerwonawy odcień sugeruje, że Prometeusz jest zbudowany z materiału w pierścieniach Saturna”, powiedziała współautorka Bonnie Buratti, członek zespołu VIMS z Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornia. „Naukowcy zastanawiali się, czy cząsteczki pierścienia mogły utknąć tworząc razem księżyce - ponieważ dominującą teorią było to, że pierścienie w zasadzie pochodziły z rozpadających się satelitów. Kolorystyka daje nam niezbity dowód, że może działać również na odwrót. ”
„Obserwacja pierścieni i księżyców za pomocą Cassini daje nam niesamowity widok z lotu ptaka na skomplikowane procesy zachodzące w układzie Saturna, a być może także w ewolucji układów planetarnych”, powiedziała Linda Spilker, naukowiec projektu Cassini z JPL . „To, jak wygląda obiekt i jak się rozwija, zależy w dużej mierze od lokalizacji, lokalizacji i lokalizacji.”
Artykuł Filacchione został opublikowany w czasopiśmie Astrophysical Journal.
Źródło: JPL
