Eufrozina, Kende2022. szeptember 25., vasárnap
Föld

Egykorvolt holdból születhettek a Szaturnusz gyűrűi

National Geographic Magyarország

A mintegy 160 millió éve az óriásbolygó gravitációja hatására feldarabolódott hold megmagyarázhatja a gyűrűket és a fura tengelyferdeséget.

Forrás: NASA

A Szaturnusz gyűrűi gyönyörűek, de igen nehéz magyarázatot találni a létezésükre. Egy bolygókutatókból álló csapatnak, a Science folyóiratban közzé tett tanulmánya szerint nemrégiben sikerült új ötlettel előállnia a kialakulásukról egy korábban létezett holdjával való túl közeli találkozás miatt darabjaira szakadt a kis égitest, melynek maradványaiból jöttek létre a gyűrűk.

A bolygó egyenlítője mentén lévő gyűrűk árulkodnak arról is, hogy a Szaturnusz tengelyferdesége jelentős: 26,7 fokos a keringési síkjához képest. A korábbi elméletek azzal magyarázták ezt, hogy a Neptunusszal való gravitációs összehangolódás eredménye lehet, mivel a precessziója (vagyis a tengelye körkörös elmozdulása; ezt jól megfigyelhetjük például egy búgócsigán) szinte megegyezik a Neptunusz keringésével. Azonban azóta a Szaturnusz és a Neptunusz kiszabadultak egymás gravitációs szinkronjából, és a kutatók modellszámításai alapján egy hiányzó hold lehet a felelős ezért az eseményért.

A precessziót bemutató animáció: a pörgettyű tengelyének elmozdulását figyeljük.
Forrás: Wikimedia Commons

A Szaturnusz jelenleg a Naprendszerben rekorderként 83 hold gazdája, úgy tűnik, egykor legalább egy holddal többet birtokolt – a hiányzó egykori holdnak a kutatók a Chrysalis (ez a pillangók bábja angolul) munkanevet adták. E hold és társai évmilliárdokon át keringtek a Szaturnusz körül oly módon, hogy a tengelyferdesége a gravitációs kölcsönhatások révén a Neptunusszal összehangolódott. Azonban, a becslések szerint úgy 160 millió éve instabillá vált a Chrysalis pályája és túl közel került a bolygóhoz, majd ennek hatására feldarabolódott, a maradványai egy része pedig a gyűrűk anyagaként pályán maradhatott a Szaturnusz körül (a többi a Szaturnuszba hullott).
A hold elvesztésével megszűnt az a gravitációs összhang is, amely a Neptunusszal egy ütemben mozgatta a Szaturnuszt. Egy ilyen eseménysorozat egyszerű magyarázattal szolgálhatna mind a Szaturnusz jelenkori tengelyferdeségére, mind a kb. 100 millió évesre becsült gyűrűinek kialakulására.

„Mint egy bábjában fejlődő pillangó, a hold is sokáig inaktív volt, majd hirtelen megmozdulva létrehozta a gyűrűket” – magyarázta Jack Wisdom, a kutatás vezetője, az MIT bolygókutató professzora.

Összevetés a Szaturnusz Iapetus nevű holdjának mérete, a Föld és a Hold mérete kapcsán.
Forrás: Wikimedia Commons

A 2000-es években vetették fel a tengelyferdeség okaként a Neptunusszal gravitációs összehangolódást, és a Cassini űrszonda mérései alapján úgy tűnt, a Titán nevű óriáshold pályamódosulása a felelős érte: a hold a korábban ismertnél jóval gyorsabban (évi 11 centivel) távolodik a Szaturnusztól. A Titán távolodása és gravitációs hatása alapján akkoriban arra jutottak a szakemberek, hogy feltehetően ez az égitest felelős a ferdeségért és a Neptunusszal való rezonanciáért is. Ezzel az elmélettel egyetlen probléma van csupán: precízen ismerni kellene a Szaturnusz tehetetlenségi nyomatékát, ez pedig attól függ, miként oszlik el a belsejében a tömeg. (Másként viselkedne a bolygó tengelye, ha a bolygó magjában vagy a felszíne közelében volna több anyag.) Wisdom professzor hozzátette: „Ahhoz, hogy előreléphessünk e kérdésben, meg kellett határoznunk a Szaturnusz tehetetlenségi nyomatékát.”

Ehhez a szakemberek a Cassini utolsó méréseinek adatait használták fel, a Nagy Finálé során extrém közeli útvonalon repült el a szonda a Szaturnusz felett, hogy minél teljesebb gravitációs térképet készíthessen róla. E gravitációs adatokból lehet a bolygó belsejének tömeg-elrendeződését kiszámítani.

Az így elvégzett számítások azonban különös eredményt hoztak: a Szaturnusz ugyan közel járt a Neptunusszal való gravitációs rezonanciához, ám nem volt teljes az összhang közöttük, vagyis úgy tűnik, egykor fennállt, ám mára megszűnhetett a rezonanciájuk. No de mi történhetett?

Az átrepülés során a szondára ható gravitáció mértékét mérve kiszámítható a tömeg elrendeződése.
Forrás: Science

Először olyan pályadinamikai szimulációkat futtattak a kutatók, amelyben a jelenből visszafelé haladtak az időben, így azt igyekeztek kideríteni, hogy a holdak körében valamilyen természetes instabilitás esetleg belezavarhatott-e a bolygó tengelyferdeségébe – azonban a számításokból nemleges válasz született. Eztán a bolygó precessziójával, illetve a holdjainak precesszióra kifejtett hatásával végeztek modellszámításokat, és ebből jutottak el a feltételezett egykori Chrysalis holdhoz. Ez a hold kb. akkora lehetett, mint a mostani harmadik legnagyobb Szaturnusz-hold, a Iapetus. Valamikor a 100-200 millió évvel ezelőtti időszakban e hold pályája kaotikussá vált, többször megközelítette a Titánt és az említett Iapetus-t, majd végül túl közel került a Szaturnuszhoz, s e súroló közelség idején annak gravitációja szétszaggatta a holdat. A tömegének egy kis maradéka törmelékként, a gyűrűk formájában továbbra is a bolygó körül kering. Ezek az események pedig elegendőek voltak mind a tengelyferdeséghez, mind a gyűrűkhöz.

Az elmélet ugyan tetszetős, de maguk a kutatók is hangsúlyozták, hogy még több kollégájuknak is kell ellenőrzéseket végezni, hogy bizonyossággal kijelenthessék, tényleg így zajlottak az események.

Hozzászólások

Veszítenek kékségükből a tavak

Veszítenek kékségükből a tavak

A klímaváltozás számlájára írható átalakulás zöldes-barnássá színezi majd a tavakat Észak-Amerika és Európa területén.

Nemcsak a vízszint emelkedése jelent gondot a tengerparti városoknál

Nemcsak a vízszint emelkedése jelent gondot a tengerparti városoknál

Számos tengerparti város gyorsabban süllyed, mint amennyire a tengerszint emelkedik állapította meg a szingapúri Nanyang Egyetem és a NASA közös kutatása.

A Neptunusz és gyűrűi a Webb-űrteleszkóp szemén át

A Neptunusz és gyűrűi a Webb-űrteleszkóp szemén át

A nyolcadik bolygó körüli egészen vékonyka gyűrűrendszer távol van a Szaturnusz feltűnő gyűrűitől, épp ezért vizsgálni is sokkal nehezebb.

Még mindig látszik a tongai vulkánkitörés nyoma a légkörben

Még mindig látszik a tongai vulkánkitörés nyoma a légkörben

A 2022 januári tongai vulkánkitörés számtalan rekordot döntött és rengeteg ismerettel bővítette a nagy robbanásos kitörésekkel kapcsolatos tudásunkat.

Egy bolygó, két ciklon

Egy bolygó, két ciklon

Nagyjából egyszerre ért partot Japánban és Puerto Ricóban is egy tájfun és egy hurrikán.

National Geographic 2022. szeptemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

11 600 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket