Die Ringe des Saturn verschwinden, und wir wissen nicht, wie lange sie bestehen bleiben.
Astronomen wissen das seit den 1980er Jahren SaturnDie inneren Eisringe erodieren stetig in der oberen Atmosphäre. Starke Regenfälle treten mit einer Rate auf, die so hoch ist wie ein olympisches Wasserbecken Es regnet Auf dem Gasriesen täglich. Doch wie schnell ist die Ikonisches Ringsystem Es schrumpft – was bestimmt, wann es verschwindet – bleibt eine offene Frage.
Zum Glück die mächtige NASA James-Webb-Weltraumteleskop (JWST oder Webb), deren leistungsstarke Instrumente bisher die entferntesten Galaxien aus dem frühen Universum befeuerten, werden bald dieses faszinierende Phänomen untersuchen, das viel näher an der Heimat gefunden wurde.
„Wir versuchen immer noch herauszufinden, wie schnell sie erodieren“, sagte James O’Donoghue, ein Planetenwissenschaftler der Japan Aerospace Exploration Agency, der die neuen Bemühungen leiten wird, um zu bestimmen, wie lange die Saturnringe halten werden. Stellungnahme (Öffnet in einem neuen Tab) Gepostet am Montag (17. April). „Aktuell deutet die Forschung darauf hin, dass die Ringe nur noch einige hundert Millionen Jahre Teil des Saturn sein werden.“
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Um das Alter der ikonischen Ringe des Saturn besser abzuschätzen, werden JWST und das Keck-Observatorium auf Hawaii Teil einer langfristigen Beobachtungskampagne zur Untersuchung des Planeten sein. Teleskope werden dabei helfen, zu überwachen, wie der „Ringregen“ während einer ganzen Saison auf dem Gasriesen schwankt, der dank seiner von der Sonne entfernten Umlaufbahn etwa sieben Erdjahre dauert.
Astronomen erwarten interessante Daten von der Kampagne, da frühere Untersuchungen gezeigt haben, dass ständig riesige Mengen an Ringmaterial auf den Saturn fallen. Zum Beispiel Daten, die von der NASA nach Hause gesendet werden Kassini Die Raumsonde, die 2017 22 Mal direkt über die Lücke zwischen Saturn und seinen Ringen schwebte, als sie in den Planeten eintauchte, zeigte, dass zwischen 880 Pfund (400 kg) und 6.000 Pfund (2.800 kg) Eisregen auf die Erde niederprasseln. Planet jede Sekunde und Erwärmung der oberen Atmosphäre.
Bei diesem Tempo könnten die Episoden sein verschwunden In etwa 300 Millionen Jahren. Obwohl dies weit weg erscheinen mag, führt die Flut das symbolische Ringsystem zu „Relativ schneller TodAuf kosmischen Zeitskalen: Aber die Niederschlagsrate von ringförmiger Materie auf dem Planeten bleibt höchst ungewiss; die Ringe könnten so schnell wie 100 Millionen Jahre verschwinden oder für 1,1 Milliarden Jahre in der Schwebe bleiben, sagen die Astronomen.
„Im Moment haben wir nur eine Schätzung, die sehr breit ist“, sagte O’Donoghue am Mittwoch (26. April) gegenüber Space.com. „Wir wollen mehr Beobachtungen machen, die diesen Fluss eingrenzen.“
Nach aktueller Forschung sind Weltraum- und Sonnengesteine Strahlung Die Ringpartikel verformen sich leicht und laden ihn elektrisch auf, sodass er sich an die magnetischen Feldlinien des Gasriesen bindet. Die Schwerkraft des Saturn zieht dann die Eispartikel nach innen, die durch Magnetfelder in die obere Atmosphäre des Planeten gelenkt werden, wenn auch nicht immer mit der gleichen Geschwindigkeit.
Während Saturn die Sonne in seiner 29,5-jährigen Umlaufbahn umkreist, dreht er sich zur Sonne hin und von ihr weg, und seine Ringe tun dasselbe. Astronomen sagen, dass diese Neigung bestimmt, wie stark die Sonnenstrahlung die inneren Schichten des Ringsystems beeinflusst – wo ein Großteil des Eisregens ausgelöst wird – und möglicherweise auch eine Rolle bei der Bestimmung spielt, wie viel Material auf den Saturn fällt.
„Wir vermuten, dass sich der Ringregen verlangsamen wird, wenn die Ringe am Rand der Sonne stehen“, sagte O’Donoghue gegenüber Space.com. „Und wenn sie sich der Sonne zuwenden, wird der kreisförmige Regenfluss zunehmen.“
Daher wird sein Team die Observatorien Webb und Hawaiian Cake verwenden, um die Emissionen eines bestimmten Wasserstoffmoleküls in der oberen Atmosphäre des Saturn zu messen. Die Messungen dieses Moleküls steigen, wenn eine kleine Menge Material von Saturns Eisringen in seine Atmosphäre fällt, aber schwinden bei starkem Regen, sagte O’Donoghue gegenüber Space.com. Die Beobachtung dieser Verschiebungen dieser Wasserstoffemissionen während einer vollen Saison auf dem Saturn könnte dem Team dabei helfen, zu bestimmen, wie viel Ringmaterial auf den Planeten regnen sollte.
„Das Tool auf Keck, das wir zuvor dafür verwendet haben, wurde aktualisiert, und wir haben JWST noch nie zuvor dafür verwendet“, sagte er. „So können wir den Ablauf der Episoden besser als je zuvor einschätzen.“
Während die neue Forschung helfen wird, das Schicksal der Ringe vorherzusagen, setzen Astronomen, die die Welt des Saturn studieren, die jahrzehntealte Debatte darüber fort, wie und wann die Ringe des Planeten überhaupt entstanden sind. Verschiedene Modelle haben gezeigt, dass die Ringe vor 4,5 Milliarden Jahren eine dauerhafte Struktur um den Saturn herum waren – als sich das Sonnensystem selbst bildete, aber Daten der Raumsonde Cassini zeichneten ein viel jüngeres Bild und alterten sie nur um 10 bis 100 Millionen Jahre. alt.
Die Diskrepanz entstand, weil ältere Ringe oft dunkler sind, aber Cassini hat Saturns Ringe hell eingefangen, was auf ihre Jugend hindeutet. Im Jahr 2019 haben Astronomen, die Überdenken Sie die Diskussion (Öffnet in einem neuen Tab) Er schlug vor, dass starker kreisförmiger Regen dafür verantwortlich sein könnte, dass die Ringe in einem so jungen Alter auftauchten, und ging auf die ursprüngliche Idee zurück, dass die Ringe schließlich so alt wie das Sonnensystem sind.
„Ich denke, es wäre ziemlich cool, wenn die Ringe nur etwa 100 Millionen Jahre alt wären und dass sie Milliarden Jahre alt wären“, sagte O’Donoghue gegenüber Space.com. „Weil es bedeutet, dass wir uns rechtzeitig entwickelt haben, um sie zu sehen, bevor sie weg waren.“
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