gov-civil-vilareal.ptUitleg over de ravioli-manen van Saturnus
>De manen van Saturnus zijn raar.
Ik bedoel, echt vreemd. Toen het Cassini-ruimtevaartuig in 2004 bij Saturnus verscheen en langs enkele van de binnenste manen begon te vliegen, waren de beelden die het naar de aarde stuurde zo bizar dat ik er echt even naar moest kijken om zelfs maar de vorm te begrijpen die ik zag.
Dat komt omdat sommige eruit zien als, nou ja... ravioli. Ja serieus.
Saturnusmanen Atlas (links) en Pan (rechts), die beide grote, afgeplatte randen om zich heen hebben, waardoor ze op ravioli lijken. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Die afbeelding toont de kleine (~35 kilometer brede) manen Atlas en Pan. Ik bedoel, kom op . Alleen al van ernaar te kijken krijg ik honger.
Wat zou ervoor kunnen zorgen dat ze deze brede velgen hebben?
De eerste gedachte had te maken met locatie . Beide manen draaien om Saturnus in of vlakbij het ringsysteem. De brede buitenste ring van Saturnus wordt de A-ring genoemd en er zit een opening in die de Encke Gap wordt genoemd en die ongeveer 325 km breed is. Pan draait in deze opening en Atlas net buiten de scherpe buitenrand van de A-ring. Als de zwaartekracht van de manen de ijzige ringdeeltjes naar zich toe zou kunnen trekken, zouden ze zich langs de evenaars van de manen kunnen ophopen en in de zwakke zwaartekracht van de manen deze bizarre structuren vormen.
Als dit het geval was, zouden de manen echter ellipsvormige vormen (zoals een rugbybal) moeten vormen vanwege de getijden van de zwaartekracht van Saturnus. Dat doen ze niet, dus er moet iets anders aan de hand zijn.
Animatie die de nadering van Cassini naar Atlas laat zien. De stippen zijn geen sterren, maar subatomaire deeltjes die botsen met Cassini's detectoren. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Een team van planetaire wetenschappers kwam met een ander idee dat deze vormen zou kunnen verklaren : Aanrijdingen bij lage snelheid.
nummer 441
In dit scenario , de manen groeien door kleine deeltjes die botsen en aan elkaar plakken, maar het proces verandert met de tijd, naarmate grotere objecten worden gevormd. Ten eerste vormt zich een maantje van behoorlijke omvang in de buitenste ringen en, als gevolg van interacties met de ringen, beweegt het uit Saturnus. Een tweede, kleinere maan vormt zich dan op de plek waar de eerste zich vormde, en ook deze beweegt naar buiten. Dit proces gaat door, waarbij elke maan groeit terwijl hij door en weg van de ringen beweegt, en je eindigt met een reeks manen die groter worden naarmate ze verder van Saturnus verwijderd zijn; dit groeiproces heet de piramidaal regime .
Maar wat gebeurt er daarna? Het nieuwe werk kijkt naar botsingen met lage snelheid tussen deze manen, om te zien welke vormen ze aannemen. Met behulp van geavanceerde computermodellen van hoe dergelijke objecten zich gedragen wanneer ze botsen, ontdekten ze iets verbazingwekkends: toen ze rekening hielden met de massa, textuur (ze zijn meestal poreus in plaats van vast) en de getijden van de zwaartekracht, waren ze in staat om de vormen van Pan en Atlas vrij goed te reproduceren.
De aanrijdingen moeten frontaal of bijna frontaal gebeuren en gebeuren met snelheden van enkele tientallen meters per seconde (ongeveer tot twee keer zo snel als snelwegsnelheden). Wanneer dat gebeurt, botsen de twee, smelten samen en vallen een beetje samen als slushballen, en vormen een richel om hen heen terwijl het materiaal eruit wordt geplet (zoals het ijsgedeelte van een ijssandwich als het ijs te warm is, en deze etenswaren analogieën vermoorden me)
Animaties van computermodellen van hoe sommige manen van Saturnus werden gevormd door botsingen met lage snelheid. Credit: Adrien Leleu, Martin Jutzi en Martin Rubin van de Universiteit van Bern.
Nadat het maantje met een richel zich heeft gevormd, kan het puin van de impact die eromheen in de ruimte werd gegooid zich opnieuw ophopen, waardoor de bredere ravioli-achtige velgen worden gevormd. Het macht het kan ook zijn dat een deel van dat materiaal ook uit de ringen komt, zoals het eerste idee dat werd geopperd.
De ravioli- en spaetzle-manen van Saturnus Atlas, Pan en Prometheus (bovenste rij) en modellen van hun vormen op basis van botsingen (onder). Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Universiteit van Bern
Deze methode verklaart zelfs de zeer vreemde vorm van de maan Prometheus, die langwerpig is en puntige uiteinden aan de uiteinden heeft. Als de botsing niet precies frontaal was, maar een paar graden eraf, zorgt de excentrische impact ervoor dat het resulterende object meer langwerpig is en de getijden van Saturnus het verder uitrekken, waardoor de gedraaide, puntige vorm ontstaat. Hun modellen komen griezelig goed overeen met de werkelijke vorm van de maan.
Frontale botsingen zouden een natuurlijk resultaat zijn van het piramidale proces, aangezien de manen zich aanvankelijk in het vlak van de ringen vormen, wat erg strak ingesnoerd. Dus dat deel werkt ook.
Cassini-afbeelding van de walnootvormige maan Iapetus (links), en een model ervan gebaseerd op botsingen tussen kleinere manen, waarbij de vreemde en enorme equatoriale rand wordt gereproduceerd. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Universiteit van Bern
Hoewel ze vinden dat deze methode werkt voor binnenste manen, zou het ook kunnen werken voor sommige grote buitenste manen. Ik schreef onlangs over Iapetus, een buitenste maan van Saturnus die 1500 km breed is en een enorme bergkam heeft die helemaal rond de evenaar loopt. In dat artikel schreef ik over wat onderzoek dat aantoonde hoe een ring van materiaal rond de maan na een botsing zich op het oppervlak zou kunnen hebben opgehoopt, zich opstapelend om de ononderbroken bergketen te vormen.
Maar dit nieuwe werk suggereert de richel gevormd na een botsing met lage snelheid tussen twee manen met elk de helft van de massa van Iapetus. Dat is mogelijk, maar een frontale botsing is minder waarschijnlijk zo ver weg als de banen van Iapetus (ruim 3 miljoen km van de planeet) en bij een significante orbitale helling van 15° ten opzichte van de evenaar van Saturnus. Misschien vormde Iapetus de manier waarop ze voorspellen en gebeurde er iets waardoor het in een zeer hellende baan terechtkwam. Het is niet duidelijk.
De lessen van dit verhaal zijn talrijk. Een daarvan is dat het mogelijk is om de vreemde vormen van de binnenste manen van Saturnus te verklaren, en misschien ook van andere, maar de exacte details kunnen moeilijk vast te stellen zijn. Een andere is dat concurrerende theorieën goed zijn, omdat soms delen ervan correct zijn en gecombineerd kunnen worden.
Een derde is dat, zelfs nu, jaren nadat Cassini zijn missie had voltooid en in de atmosfeer van Saturnus was gestort, we nog steeds niet echt begrijpen wat er aan de hand is met de vloot van vreemde, vreemde manen van de geringde wereld. Het kan even duren voordat dit allemaal samenkomt, en misschien hebben we tegen die tijd een andere missie op Saturnus die deze ideeën kan ontkennen of ondersteunen.
Saturnus is een mooie en rare plek. Ik verwacht dat er altijd nog vragen over zullen zijn om te beantwoorden.
mike en dave hebben trouwdata nodig ouders gids
