2023 Autor: Brooke Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-05-20 23:53
Zvláštně tvarované mezery nalezené v Saturnových prstencích naznačují existenci dlouho hledaných "měsíců" a podporují teorii, že prstence jsou rozbité pozůstatky ledového měsíce, který se rozbil před dlouhou dobou při prudké srážce, říkají vědci.
Vědci se domnívají, že kometa nebo asteroid se srazily s jedním ze Saturnových měsíců asi před 100 miliony let. Takový dopad by vytvořil trosky různých velikostí, ale až dosud měli vědci důkazy pouze pro kusy horniny o průměru mílí a menší částice o průměru asi 65 stop (20 km) nebo méně. Středně velké měsíčky – tak pojmenované, protože jejich velikost by byla mezi velikostí měsíce a menší částice – předpovídané teorií, chyběly.
Ale v červenci 2004 se sonda Cassini NASA vznášela přímo nad prstencovým systémem Saturnu, když v jasném A-prstenci planety objevila podivné mezery připomínající vrtule ve tvaru S. Vědci se domnívají, že mezery byly vytvořeny kusy hornin o šířce 300 stop (100 m), když se prodíraly menšími částicemi v prstenci.
Zjištění je podrobně popsáno v časopise Nature z 30. března.
Vrtule ve vesmíru
Vědci si myslí, že vrtule jsou výsledkem rozdílů v rychlosti materiálu obíhajícího v Saturnových prstencích a kvůli průměrné velikosti samotných měsíců. Protože síla gravitace klesá se vzdáleností, materiál kroužící blíže k planetě se pohybuje rychleji než materiál, který obíhá dále.
V důsledku toho se malé prstencové částice lemující dvě strany obíhajícího měsíce zdálo, že se pohybují opačným směrem než pozorovatel stojící na měsíci. Představte si tři vlaky pohybující se po paralelních kolejích, ale různými rychlostmi. Vlak úplně vlevo jede rychle; prostřední vlak se pohybuje o něco pomaleji a vlak zcela vpravo se pohybuje nejpomaleji ze všech. Pokud by se pozorovatel v prostředním vlaku podíval z jejího okna, vlak po její levici by se zdál být vpřed, zatímco vlak po její pravici by vypadal, jako by za ní šel.
Měsíčky v Saturnových prstencích jsou jako střední vlak. Ale protože jsou tak velké, měsíčky brání pohybu menších prstencových částic nalevo a napravo od nich. Vznikají tak mezery na jejich levé a pravé straně.
"Rušení na jedné straně se přenáší dopředu, ale ty na druhé straně se nesou pozadu," vysvětlil vedoucí studie Matthew Tiscareno z Cornell University. "To je to, co to vykresluje do tvaru vrtule."
Mezery se zužují dále od měsíčků, jak menší částice prstenců postupně zaplňují prázdný prostor.
Vědci se domnívají, že tvary vrtule mohou vytvořit pouze kameny střední velikosti. Malé částice nejsou dostatečně hmotné, aby měly nějaký vliv na své sousedy, zatímco saturnské měsíce jako Encke a Pan – které jsou 7 km široké a 30 km široké – jsou tak velké, že jejich gravitace brání mezery od uzavření zpět nahoru. Svou pouhou velikostí dosahují měsíce toho, co měsíčníky nedokážou: vyrývají prstence prázdného prostoru, které se táhnou kolem celé planety.
Více vesmírných vrtulí
Vrtule byly předpovězeny z počítačových modelů, ale nikdy předtím nebyly v přírodě pozorovány. Vědci si myslí, že se pravděpodobně najdou i za jiných podmínek. Ve skutečnosti mohl Saturn sám vytvořit takové mezery kolem Slunce, jaké vznikly v rané sluneční soustavě.
Podle standardní teorie se planety formují z vířících disků plynu, prachu a trosek kolem rodících se hvězd. Velké kusy skály a ledu v disku se srážejí a shlukují dohromady a vytvářejí protoplanety a nakonec planety.
"Planety v naší sluneční soustavě, každopádně jejich prekurzory, pravděpodobně prošly touto fází," řekl člen studijního týmu Derek Richardson z University of Maryland.
Galaxie jako naše vlastní Mléčná dráha jsou také vířící disky hmoty, které mají v sobě zapuštěné velké objekty, jako jsou hvězdy a planety, takže by se vrtule mohly tvořit také v galaxiích?
Pravděpodobně ne, řekl Richardson.
"Analogií v galaktickém disku by byla velká hvězda se spoustou malých hvězd, které by to silně rušilo," řekl. "Takový proces v galaxiích opravdu nevidíte. Hvězdy jsou daleko od sebe."