1655 beobachtete der Astronom Christiaan Huygens als erster das schöne Ringsystem, das den Saturn umgibt. Und obwohl sie sicherlich die spektakulärsten sind, haben Astronomen inzwischen entdeckt, dass alle Gas- und Eisriesen des Sonnensystems (d. H. Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) ein eigenes Ringsystem haben.
Diese Systeme sind für Astronomen eine Quelle der Faszination geblieben, vor allem, weil ihre Ursprünge immer noch ein Rätsel sind. Dank einer kürzlich durchgeführten Studie von Forschern des Tokyo Institute of Technology und der Kobe University können die Ursprünge dieser Ringe jedoch gelöst werden. Laut ihrer Studie sind die Ringe Teile von Zwergplaneten, die im Vorbeigehen abgerissen wurden und dann in Stücke gerissen wurden!
Diese Forschung könnte helfen, viele der brennenden Fragen zu den Ringsystemen um die Riesenplaneten unseres Systems sowie Details zur Vergangenheit der Sonnensysteme zu lösen. Für ihre Studie mit dem Titel „Ringbildung um Riesenplaneten durch Gezeitenstörung eines einzelnen vorbeifahrenden großen Kuipergürtelobjekts“ berücksichtigte das japanische Forscherteam eine Reihe von Faktoren.
Zunächst betrachteten sie die Vielfalt der verschiedenen Ringsysteme in unserem Sonnensystem. Zum Beispiel sind die Saturnringe massiv (ungefähr 100.000 Billionen kg!) Und bestehen überwiegend (90-95%) aus Wassereis. Im Gegensatz dazu bestehen die viel weniger massiven Ringe von Uranus und Neptun aus dunklerem Material, und es wird angenommen, dass sie einen höheren Anteil an felsigem Material enthalten.
Um dies zu beleuchten, untersuchte das Team das Modell von Nizza - eine Theorie zur Bildung des Sonnensystems, die besagt, dass der Gasriese während des späten schweren Bombardements an seinen derzeitigen Standort gewandert ist. Diese Periode fand vor 4 bis 3,8 Milliarden Jahren statt und war durch eine unverhältnismäßig hohe Anzahl von Asteroiden aus transneptunischen Weltraumplaneten im inneren Sonnensystem gekennzeichnet.
Sie betrachteten dann andere neuere Modelle der Entstehung des Sonnensystems, die postulieren, dass die Riesenplaneten in dieser Zeit enge Begegnungen mit Objekten in Pluto-Größe erlebten. Daraus entwickelten sie die Theorie, dass die Ringe das Ergebnis einiger dieser Objekte sein könnten, die durch die Schwerkraft der Gasriesen gefangen und auseinandergerissen werden. Um diese Theorie zu testen, führten sie eine Reihe von Computersimulationen durch, um zu sehen, was in diesen Fällen passieren würde.
Wie Ryuki Hyodo - ein Forscher am Department of Planetology der Kobe University und der Hauptautor des Papiers - dem Space Magazine per E-Mail mitteilte:
„Wir haben zwei Simulationen durchgeführt. Zunächst untersuchten wir mithilfe von SPH-Simulationen (Smoothed-Particle Hydrodynamics) die Gezeitenstörung von Objekten in Pluto-Größe während der engen Begegnung mit Riesenplaneten und berechneten die Anzahl der Fragmente, die um Riesenplaneten herum eingefangen werden. Wir haben genug Masse / Fragmente gefunden, um zu erklären, dass aktuelle Ringe erfasst werden. Dann führten wir die längerfristige Entwicklung der eingefangenen Masse / Fragmente mithilfe von N-Körpersimulationen durch. Wir haben festgestellt, dass die eingefangenen Fragmente mit Zerstörung kollidieren und dünne äquatoriale Kreisringe um riesige Planeten bilden können. “
Die Ergebnisse dieser Simulation stimmten mit der Masse der um Saturn und Uranus beobachteten Ringsysteme überein. Dies schloss die inneren regulären Satelliten beider Planeten ein - was auch das Produkt der vergangenen Begegnungen mit KBOs gewesen wäre. Es berücksichtigte auch die Unterschiede in der Zusammensetzung der Ringe und zeigte, wie die Roche-Grenzen des Planeten Einfluss darauf haben können, welche Art von Material effektiv erfasst werden kann.
Diese Studie ist besonders bedeutsam, weil sie nachweisbare Beweise für eines der beständigen Geheimnisse unseres Sonnensystems liefert. Und wie Hyodo betont, könnte es sehr nützlich sein, wenn es darum geht, auch außersolare Planetensysteme zu untersuchen.
"Unsere Theorie besagt, dass wir in der Vergangenheit zwei mögliche Epochen hatten, um Ringe zu bilden", sagte er. „Einer befindet sich während der Phase der Planetenakkretion und der andere während des späten schweren Bombardements. Unser Modell ist natürlich auch auf andere Planetensysteme anwendbar. Unsere Theorie sagt also voraus, dass Exoplaneten auch massive Ringe um sich haben. “
In der Zwischenzeit könnten einige die Idee, dass Ringsysteme die Leichen von Zwergplaneten sind, als problematisch empfinden. Aber ich denke, wir können uns alle einig sein, a Soylent Green Anspielung könnte etwas übertrieben sein!
