เครดิตรูปภาพ: NASA / JPL
งานวิจัยใหม่จากมหาวิทยาลัยโคโลราโดแสดงให้เห็นว่าการรีไซเคิลวัสดุสามารถยืดอายุการใช้งานของระบบแหวนได้อย่างไรเช่นรอบดาวพฤหัสบดี, ดาวเสาร์, ดาวเนปจูนและดาวยูเรนัส ตอนนี้เชื่อว่าพวกมันเป็นเศษซากที่รวบรวมมาอย่างหลวม ๆ ซึ่งดึงวัสดุออกจากวงแหวนแล้วจึงป้อนกลับเข้าไปใหม่เมื่อชนกับวัตถุอื่น ยานแคสสินีของนาซ่ากำลังจะไปถึงดาวเสาร์ในขณะนี้และควรให้รายละเอียดเพิ่มเติมเมื่อมาถึงในเดือนกรกฎาคม 2547
ถึงแม้ว่าวงแหวนรอบดาวเคราะห์เช่นดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนค่อนข้างสั้นหลักฐานใหม่บ่งบอกว่าการรีไซเคิลขยะที่โคจรรอบสามารถยืดอายุการใช้งานของวงแหวนดังกล่าวได้
ขณะนี้หลักฐานที่ชัดเจนบ่งบอกถึงดวงจันทร์ขนาดเล็กใกล้กับดาวเคราะห์ยักษ์อย่างดาวเสาร์และดาวพฤหัสบดีซึ่งเป็นกองซากปรักหักพัง Larry Esposito ศาสตราจารย์แห่งห้องทดลองของ CU-Boulder สำหรับฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศ วัตถุขนาดเล็กที่ประกอบขึ้นใหม่เหล่านี้เป็นแหล่งของวัตถุสำหรับวงแหวนของดาวเคราะห์
การคำนวณก่อนหน้านี้โดย Esposito และ LASP Research Associate Joshua Colwell แสดงให้เห็นว่าอายุการใช้งานสั้นสำหรับดวงจันทร์นั้นบ่งบอกว่าระบบสุริยะใกล้จะสิ้นสุดอายุแหวน “ ผลลัพธ์ที่ไม่น่าสนใจทางปรัชญาเหล่านี้อาจไม่สามารถอธิบายระบบสุริยจักรวาลของเราและวงแหวนที่อาจล้อมรอบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะขนาดใหญ่” Esposito กล่าว “ การคำนวณแบบจำลองใหม่ของเราอธิบายว่าการรีไซเคิลรวมสามารถยืดอายุการใช้งานของวงแหวนและดวงจันทร์ได้อย่างไร”
การสำรวจจากภารกิจอวกาศ Voyager และ Galileo แสดงให้เห็นวงแหวนหลายวงรอบดาวเคราะห์ยักษ์แต่ละดวงรวมถึงดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน แหวนถูกผสมในแต่ละกรณีด้วยดวงจันทร์ขนาดเล็ก
“ เป็นที่ชัดเจนว่าดวงจันทร์ขนาดเล็กไม่เพียง แต่สร้างวงแหวนผ่านแรงดึงดูดของมัน แต่ยังเป็นพ่อแม่ของวัสดุวงแหวนด้วย” Esposito กล่าว “ ในแต่ละระบบวงแหวนกระบวนการทำลายล้างเช่นการบดการทำให้มืดและการแพร่กระจายกำลังทำหน้าที่อย่างรวดเร็วจนวงแหวนต้องมีอายุน้อยกว่าดาวเคราะห์ที่พวกมันโคจรอยู่”
แบบจำลองเชิงตัวเลขโดย Esposito และ Colwell จากปี 1990 แสดงให้เห็นว่า "น้ำตกแบบชนกัน" ซึ่งดวงจันทร์ของดาวเคราะห์ถูกแบ่งออกเป็นดวงจันทร์ขนาดเล็กเมื่อโดนดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหาง ชิ้นส่วนจะแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยในวงใหม่ แหวนตัวเองจะถูกบดเป็นผงซึ่งจะถูกกวาดออกไป
แต่จากข้อมูลของ Colwell“ ชิ้นส่วนบางชิ้นที่ประกอบขึ้นเป็นห่วงอาจถูกนำกลับมาใช้ใหม่แทนที่จะถูกบดให้เป็นฝุ่น หลักฐานใหม่แสดงให้เห็นว่าเศษซากบางส่วนสะสมอยู่ในดวงจันทร์หรือดวงจันทร์แทนที่จะหายไปจากการพังทลายของ collisional
“ กระบวนการนี้ดำเนินไปอย่างรวดเร็ว” Esposito กล่าว “ วงแหวนทั่วไปมีอายุน้อยกว่าไม่กี่ร้อยล้านปีซึ่งเป็นเพียงพริบตาเมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ซึ่งมีอายุ 4.5 พันล้านปี คำถามเกิดขึ้นโดยธรรมชาติว่าทำไมยังมีวงแหวนอยู่เพื่อถ่ายภาพในรัศมีดังกล่าวโดยการเยี่ยมยานอวกาศของมนุษย์ที่เพิ่งมาถึงที่เกิดเหตุ” เขากล่าว
“ ตอนนี้คำตอบน่าจะเป็นการรีไซเคิลจักรวาล” Esposito กล่าว ทุกครั้งที่ดวงจันทร์ถูกทำลายโดยผลกระทบของจักรวาลวัสดุที่ปล่อยออกมาจำนวนมากจะถูกจับโดยดวงจันทร์ข้างเคียงอื่น ๆ ดวงจันทร์ที่นำกลับมาใช้ใหม่เหล่านี้เป็นกลุ่มของเศษหินหรืออิฐ แต่จากการรีไซเคิลวัสดุผ่านชุดดวงจันทร์ขนาดเล็กอายุการใช้งานของระบบวงแหวนอาจนานกว่าที่เราคิดไว้ในตอนแรก
Esposito และอดีต LASP Research Associate Robin Canup ขณะนี้มีสาขา Boulder ของ Southwest Research Institute แสดงให้เห็นผ่านการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่ชิ้นส่วนขนาดเล็กสามารถ recaptured โดยดวงจันทร์อื่น ๆ ในระบบ “ หากปราศจากการรีไซเคิลนี้วงแหวนและดวงจันทร์ก็หายไปในไม่ช้า” Esposito กล่าว
แต่ด้วยการรีไซเคิลที่เพิ่มขึ้นทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้น Esposito กล่าว ด้วยวัสดุรีไซเคิลส่วนใหญ่เนื่องจากตอนนี้ดูเหมือนจะเป็นกรณีในวงแหวนส่วนใหญ่อายุการใช้งานจะขยายออกไปด้วยปัจจัยขนาดใหญ่
“ ถึงแม้ว่าวงแหวนแต่ละดวงและดวงจันทร์ที่เราเห็นอยู่ในขณะนี้จะไม่เกิดขึ้น แต่ปรากฏการณ์นี้ยังคงมีอยู่เป็นเวลาหลายพันล้านปีรอบดาวเสาร์” Esposito กล่าว “ การคำนวณก่อนหน้านี้ไม่สนใจผลกระทบโดยรวมของดวงจันทร์อื่น ๆ ในการขยายการคงอยู่ของวงแหวนโดยการยึดและรีไซเคิลวัสดุวงแหวน”
Esposito ผู้วิจัยหลักของสเปคโตรกราฟมูลค่า 12 ล้านดอลลาร์ในยานอวกาศ Cassini ซึ่งมีกำหนดที่จะมาถึงดาวเสาร์ในเดือนกรกฎาคม 2547 จะตรวจสอบกระบวนการทำลายล้างของคู่แข่งและจับยึดวงแหวน F ของดาวเสาร์อย่างใกล้ชิดอีกครั้งเพื่อยืนยัน Esposito ค้นพบแหวน F โดยใช้ข้อมูลจากภารกิจ Voyager 2 ของนาซ่าไปยังดาวเคราะห์ชั้นนอกที่เปิดตัวในปี 1978
แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าวมหาวิทยาลัยแห่งโคโลราโด
