Atklājumi.lv

e-žurnāls par zinātni, cilvēku un rītdienas tehnoloģijām

Pieslēgties Reģistrācija

Pieslēgties

Lietotājvārds *
Parole *
Atcerēties

Izveidot profilu

Fields marked with an asterisk (*) are required.
Vārds *
Lietotājvārds *
Parole *
Parole pārbaudei *
E-pasts *
E-pasts pārbaudei *
Captcha *

Saturna pavadoņi un gredzeni varētu būt jaunāki nekā dinozauri

Jaunā pētījumā noskaidrots, ka daži Saturna ledainie pavadoņi, kā arī tā slavenie gredzeni, varētu būt ievērojami jaunāki, nekā domāts iepriekš. Pētījuma rezultāti liecina, ka tie veidojušies tikai pirms nieka simts miljoniem gadu – tātad vēl pēc tam, kad mūsu planēta piedzīvoja dinozauru ēras ziedu laikus.

Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā „Astrophysical Journal”.

Saturns, otra lielākā Saules sistēmas planēta, izmēra ziņā pārspēj Zemi vairāk nekā 9 reizes. Īpašā pazīme, kas vizuāli ļauj Saturnu atšķirt no citām Saules sistēmas planētām, ir tā iespaidīgie gredzeni. Saturnam ir arī ievērojami vairāk dabisko pavadoņu jeb „mēnešu”, nekā citām Saules sistēmas planētām (nedaudz vairāk dabisko pavadoņu ir tikai Saules sistēmas lielākajai planētai, Jupiteram). Šobrīd ir atklāti 62 Saturna dabiskie pavadoņi, taču pastāv iespēja, ka tādu ir vēl vairāk.

Par Saturna gredzeniem cilvēce pirmo reizi uzzināja 17.gadsimta sākumā, kad 1610.gadā tos pirmais novēroja Galileo Galilejs.

Tagad ir zināms, ka Saturna gredzenus veido neskaitāmas sīkas daļiņas, kas galvenokārt sastāv no ledus ar silikātu putekļu piemaisījumu, taču vienprātības par gredzenu veidošanās laiku joprojām nav. Ilgi tika pieņemts, ka tie veidojušies vienā laikā ar pašu planētu, kas nozīmē, ka to vecums pārsniedz 4 miljardus gadu. Tomēr 2012.gadā franču astronomi atklāja, ka plūdmaiņas efekts (Saturna dabisko pavadoņu un Saturna iekšējo šķidrumu gravitācijas mijiedarbība) liek pavadoņiem orbitēt lielākā rādiusā salīdzinoši ātri. Ņemot vērā to pašreizējās pozīcijas, astronomi secinājuši, ka Saturna pavadoņi un, iespējams, arī gredzeni, ir salīdzinoši jaunas parādības.

„Dabiskie pavadoņi vienmēr maina savas orbītas. Tas ir neizbēgami. Tomēr šis fakts ļauj mums izmantot datorsimulācijas, pētot Saturna dabisko pavadoņu vēsturi. Pateicoties datorsimulāciju sniegtajām iespējām, mēs esam noskaidrojuši, ka Saturna „mēneši” visticamāk radušies pēdējo 2% laikā no visas kopējās Zemes vēstures,” norādījis astronoms Matija Cuk no Ārpuszemes inteliģences meklējumu institūta (SETI Institute) (ASV).

SETI institūta zinātnieki kopā ar Lūku Donu (Luke Dones) un Deividu Nesvorniju (David Nesvorny) no Dienvidrietumu izpētes institūta (Southwest Research Institute) (ASV), balstoties uz līdz šim ievāktajiem datiem, izstrādāja datorsimulāciju, kas attēloja Saturna dabisko pavadoņu dinamisko uzvedību senākā pagātnē.
Kamēr mūsu planētas pavadonim Mēnesim ir pašam sava orbīta ap Zemi, Saturna daudzajiem pavadoņiem vieta ap planētu ir savstarpēji jādala. Visu Saturna pavadoņu orbītas plūdmaiņu dēļ lēni palielinās, taču tas notiek dažādos ātrumos. Tā rezultātā daži no Saturna pavadoņiem mēdz nonākt tā dēvētajā orbitālajā rezonansē. Tas notiek gadījumos, kad viena pavadoņa apriņķošanas periods ir vienkārša daļa (piemēram, viena puse vai divas trešdaļas) no cita pavadoņa apriņķošanas perioda. Šādos apstākļos pat mazi pavadoņi ar vāju gravitāciju var būtiski ietekmēt viens otra orbītas, pagarinot tās, kā arī „izliecot” no sākotnējās orbitālās plaknes.

Salīdzinot pašreizējās orbitālās pozīcijas ar datorsimulāciju ģenerētajām pozīcijām, pētnieki noskaidroja, kā ir mainījušās Saturna pavadoņu orbītas.

Izrādās, dažiem no svarīgākajiem Saturna pavadoņiem, piemēram, Dionai, Tētijai un Rejai, orbītas ir pārveidotas daudz mazāk, nekā domāts iepriekš. Relatīvi nelielais orbītu noliekums liecina, ka pavadoņi nav piedzīvojuši daudzas orbitālās rezonanses, tātad tie nevarētu būt radušies īpaši sen.

Cik tad veci varētu būt Saturna pavadoņi? Lai rastu atbildi uz šo jautājumu, zinātnieki izmantoja NASA starpplanētu zondes Cassini-Huygens orbitālā aparāta Cassini Saturna apkārtnes izpētes datus.

Cassini misijā uz Saturna pavadoņa Encelāda bija izdevies novērot ledus geizerus. Pieņemot, ka enerģija, kas nepieciešama geizeru darbināšanai, nāk tieši no plūdmaiņu mijiedarbībām, un, ka Encelāda ģeotermālā aktivitāte ir vairāk vai mazāk nemainīga, jāsecina, ka Saturna plūdmaiņas ir diezgan spēcīgas. Iegūtie rezultāti liecina, ka pavadoņu orbītas varētu būt pārvietotas par datorsimulācijās konstatēto attālumu aptuveni 100 miljonu gadu laikā. Tātad Saturna galveno pavadoņu, izņemot attālāk esošo Titānu un Japetu, rašanās varētu būt datējama ar salīdzinoši neseno Krīta periodu, kas plašāk zināma kā dinozauru ēra.
Šeit rodas jautājums, kādēļ tad notika nesenā Saturna pavadoņu rašanās?

„Pagaidām mūsu labākais minējums ir, ka Saturnam līdzīgs pavadoņu sastāvs bijis arī iepriekš, bet to orbītas ietekmēja īpaša orbitālā rezonanse, kas saistīta ar Saturna kustību ap Sauli. Procesa rezultātā blakus esošo pavadoņu orbītas krustojās un notika sadursme. No radītajiem gruvešiem izveidojās pašreizējie Saturna pavadoņi un gredzeni,” jaunāko zinātnieku versiju par Saturna gredzenu un dabisko pavadoņu veidošanos atklājis Cuks.

Attēls: Saturns un tā galvenie mēneši (Diona, Tētija, Mimass, Encelāds, Reja un Titāns; Japets nav redzams). Attēls ir samontēts no kosmiskā aparāta Voyager 1 1980.gada novembrī uzņemtām fotogrāfijām. Avots: wikimedia.org.

Avoti:

seti.org
lv.wikipedia.org
en.wikipedia.org/wiki/Orbital_resonance

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.