Saturnovi prstenovi možda nisu drevni ostatak iz vremena nastanka planeta, nego trag mnogo kasnijeg razaranja. Novi računalni modeli podupiru hipotezu prema kojoj su nastali kada se hipotetski Saturnov mjesec Chrysalis previše približio planetu i raspao pod djelovanjem njegove gravitacije.
Rezultati, predstavljeni na 57. konferenciji Lunar and Planetary Science Conference, nadovezuju se na raniji rad objavljen u časopisu Science. U njemu je predloženo da bi izgubljeni mjesec mogao objasniti ne samo nastanak Saturnovih prstenova, nego i neobičan nagib planeta.
Prstenovi koji su možda mlađi od dinosaura
Saturn je danas gotovo nezamisliv bez svojih prstenova, ali oni možda nisu oduvijek bili ondje. Dio istraživanja upućuje na to da su nastali prije približno 100 milijuna godina, u vrijeme kada su Zemljom još hodali dinosauri. U kozmičkim razmjerima, to ih čini vrlo mladom strukturom.
Ta moguća mladost Saturnovih prstenova već godinama otvara važno pitanje. Ako je Saturn star oko 4,5 milijardi godina, zašto bi njegovi prstenovi nastali tako kasno? Jedno od vodećih objašnjenja jest da nisu nastali zajedno s planetom, nego kao posljedica kasnijeg dramatičnog događaja.
Prema toj hipotezi, Saturn je nekoć imao još jedan mjesec. Znanstvenici su ga nazvali Chrysalis. Danas ga više nema, ali je, prema modelima, mogao ostaviti za sobom najprepoznatljiviji prizor u Sunčevu sustavu.
Granica na kojoj Saturnova gravitacija razara mjesec
U središtu ove hipoteze nalazi se Rocheova granica. To je udaljenost na kojoj plimne sile velikog tijela mogu nadjačati gravitaciju manjeg tijela. Ako se mjesec previše približi planetu, planet ga može rastrgati prije nego što se uspije zadržati kao cjelovito tijelo.
U novom modeliranju istraživači iz Sjedinjenih Država i Kine testirali su upravo takav scenarij. Chrysalis su prikazali kao tijelo približno veličine Saturnova mjeseca Japeta, promjera oko 1.469 kilometara. Prema modelu, imao je slojevitu unutrašnjost sastavljenu od stijena i vodenog leda.
Tim je isprobao dvije varijante sastava, s 50 i 80 posto leda, kako bi obuhvatio moguće sastave slične Saturnovim mjesecima Dioni i Japetu. U simulacijama je Chrysalis imao izduženu orbitu. U najudaljenijem dijelu kretao se oko 200 Saturnovih polumjera od planeta, dok se pri najbližem prolasku približavao na samo jedan do jedan i pol Saturnov polumjer. Za ledena tijela, to je područje opasno blizu granice raspada.
Modeli pokazuju da je takav prolazak mogao završiti razaranjem mjeseca. Dio materijala mogao je pobjeći iz Saturnova sustava, dio pasti prema planetu, a preostali ledeni materijal zadržati se u orbiti i postupno oblikovati prstenove.
Današnji prstenovi možda su ostatak većeg sustava
Prema istraživačima, početni prstenasti sustav vjerojatno nije izgledao kao današnji. Mogao je biti znatno masivniji i širi, a kasnije su ga preoblikovale gravitacijske interakcije s velikim Saturnovim mjesecima, osobito s Titanom.
To je važan dio hipoteze. Saturnovi prstenovi nisu statičan ukras od leda, nego promjenjiv sustav koji gubi materijal i reagira na gravitaciju okolnih mjeseci. Ako su nastali iz raspada Chrysalisa, tada ne gledamo samo ostatke jednog izgubljenog mjeseca, nego trag dugog procesa u kojem su Saturn, njegovi mjeseci i ledene krhotine zajednički oblikovali današnji izgled sustava.
Hipoteza ipak još nije konačan odgovor. Istraživači ističu da ostaju otvorena pitanja, osobito oko sudbine najvećeg dijela Chrysalisa. Nije jasno gdje je završio njegov najmasivniji ostatak ni kako je mogao utjecati na kasniji razvoj prstenova.
Jedan od sljedećih koraka bit će provjeriti jesu li krhotine razorenog mjeseca ostavile tragove na drugim Saturnovim mjesecima, primjerice u obliku udarnih kratera.
Što Saturn govori o prstenovima oko drugih svjetova
Ako je ova hipoteza točna, Saturnovi prstenovi nisu relikt iz mladosti planeta, nego rezultat kasnijeg događaja. To je važna razlika. Prstenasti sustavi tada ne moraju biti samo ostatak ranog oblikovanja planeta, već mogu nastati i mnogo poslije, kada se orbite mjeseci promijene dovoljno da jedan od njih završi preblizu planetu.
Takav scenarij zanimljiv je i za proučavanje planeta izvan Sunčeva sustava. Astronomi već traže tragove mogućih prstenova oko egzoplaneta, a jedan od najpoznatijih kandidata je J1407b, često nazivan “Super-Saturn”. Nalazi se oko 434 svjetlosne godine od Zemlje, a procjene upućuju na to da bi mogao imati prstenasti sustav mnogo veći od Saturnova.
Saturn zato ostaje najbliži primjer na kojem se takve ideje mogu provjeravati. Ako su njegovi prstenovi doista nastali raspadom izgubljenog mjeseca, tada njihov današnji izgled nije početno stanje sustava, nego posljedica dugog niza gravitacijskih promjena.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
