คุณนึกภาพระบบสุริยะโดยไม่มีวงแหวนของดาวเสาร์ได้ไหม คุณสามารถจินตนาการโลกในเวลาที่ไดโนเสาร์ท่องไปทั่วโลกได้หรือไม่? ตามบทความใหม่ทั้งสองอาจใกล้เคียงกัน
ข้อมูลจากภารกิจ Cassini แสดงให้เห็นว่าวงแหวนของดาวเสาร์อาจมีอายุเพียง 10 ถึง 100 ล้านปี พวกเขาอาจไม่ได้อยู่ที่นั่นในช่วงรัชสมัยของไดโนเสาร์และในความเป็นจริงอาจเป็นการพัฒนาที่ค่อนข้างทันสมัยในระบบสุริยะของเรา
Cassini รวบรวมข้อมูลนี้ในระหว่างการโคจรรอบสุดท้ายของดาวเสาร์ในปี 2017 13 ปีหลังจากมาถึงดาวก๊าซยักษ์ เมื่อยานหมดเชื้อเพลิงทีม Cassini ส่งยานอวกาศไปสู่วงโคจร 22 ดวงที่อยู่ใกล้กันมากที่สุดระหว่างดาวเสาร์กับวงแหวนของมัน 2600-3900 กม. (1600-2400 ไมล์) เหนือยอดเมฆ ข้อมูลจากการดำน้ำเหล่านั้นนำนักวิทยาศาสตร์ไปสู่การประมาณอายุใหม่นี้สำหรับวงแหวนของดาวเสาร์
“ ด้วยการเข้าใกล้ดาวเสาร์ในวงโคจรสุดท้ายของ Cassini เท่านั้นเราจึงสามารถรวบรวมการตรวจวัดเพื่อทำการค้นพบใหม่”
ผู้เขียนนำการศึกษา Luciano Iess ทีมวิทยาศาสตร์วิทยุ Cassini มหาวิทยาลัย Sapienza แห่งกรุงโรม
ใน 6 จาก 22 วงโคจรที่ใกล้ชิด Cassini ได้สร้างลิงก์วิทยุกับโลก โดยการตรวจสอบการเชื่อมโยงนั้นนักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบสนามความโน้มถ่วงของดาวเสาร์และมวลของวงแหวนได้ การประเมินอายุใหม่นั้นมาจากข้อมูลนั้นและผลการวิจัยได้ตีพิมพ์ในกระดาษที่ชื่อว่า "การวัดและผลกระทบของสนามแรงโน้มถ่วงและมวลวงแหวนของดาวเสาร์"
ก่อนที่จะดำน้ำลึกเหล่านี้แคสสินีมักจะอยู่นอกวงแหวนเสมอซึ่งหมายถึงการอ่านความโน้มถ่วงคือการรวมกันของมวลของดาวเสาร์และมวลของวงแหวน ด้วยการดำน้ำระหว่างดาวเคราะห์กับวงแหวนของมันแคสสินีสามารถแยกแรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์ออกจากวงแหวนได้ทำให้สามารถวัดมวลของวงแหวนได้
ตามที่กระดาษใหม่บอกว่า "โครงสร้างภายในของดาวเสาร์ความลึกของลมและมวลและอายุของวงแหวนของมัน จำกัด การก่อตัวและวิวัฒนาการของมัน" Cassini ถูกส่งไปยังดาวเสาร์อย่างน้อยก็บางส่วนเพื่อทำความเข้าใจว่าปัจจัยเหล่านี้เข้ากันได้อย่างไร กระดาษกล่าวต่อไปว่า“ การวัดแรงโน้มถ่วงที่ดาวเสาร์สามารถใช้เพื่อกำหนดมวลของวงแหวนซึ่งสัมพันธ์กับอายุของพวกมันโดยวิธีการหาคู่แบบไดนามิกและแบบเรียงซ้อน”
บทความนี้นำโดย Luciano Iess สมาชิกทีมวิทยาศาสตร์วิทยุ Cassini แห่งมหาวิทยาลัย Sapienza แห่งกรุงโรมมุ่งเน้นไปที่วงแหวน A, B และ C มวลของวงแหวนที่เล็กกว่านั้นถือว่าน้อยมาก
“ โดยการเข้าใกล้ดาวเสาร์ในวงโคจรสุดท้ายของ Cassini เท่านั้นเราจึงสามารถรวบรวมการตรวจวัดเพื่อทำการค้นพบใหม่ได้” Luciano Iess ผู้เขียนนำกล่าว “ ด้วยงานนี้แคสสินีบรรลุเป้าหมายพื้นฐานของภารกิจ: ไม่เพียง แต่เพื่อกำหนดมวลของวงแหวน แต่ใช้ข้อมูลเพื่อปรับแต่งแบบจำลองและกำหนดอายุของวงแหวน”
มวลของวงแหวนของดาวเสาร์บอกอายุพวกเขาอย่างไร
นักวิทยาศาสตร์ทราบอยู่แล้วว่ามีการเชื่อมโยงระหว่างมวลของวงแหวนของดาวเสาร์กับอายุ ยิ่งมวลแหวนลดลงเท่าไหร่ก็จะยิ่งมีอายุน้อยเท่านั้น นี่เป็นเพราะวงแหวนสว่างและส่วนใหญ่ทำจากน้ำแข็ง เมื่อเวลาผ่านไปนานพวกเขาจะกลายเป็นปนเปื้อนด้วยเศษซากและมืดลงซึ่งแสดงอายุที่มากขึ้น นอกจากนี้เพื่อที่จะแก่กว่าพวกเขาจะต้องมีมวลมากขึ้นเพื่อให้สามารถอยู่รอดได้นาน พวกเขาไม่สามารถเป็นทั้งเก่าและสว่าง ดังนั้นตอนนี้นักวิทยาศาสตร์มีการคำนวณที่ดีกว่าของมวลของแหวนพวกเขาสามารถประมาณอายุได้แม่นยำยิ่งขึ้น
ค่าประมาณของอายุแหวนนี้ไม่สอดคล้องกับการศึกษาก่อนหน้านี้จากข้อมูลของ Cassini การศึกษาปี 2008 เสนอว่าแหวนมีอายุหลายพันล้านปี ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาการศึกษาอื่นทำให้เป็นกรณีเดียวกัน แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีการศึกษาใดที่จะใช้การวัดมวลอย่างแม่นยำในการทำงาน
ปัญหาการเกิดวงยังคงเป็นอย่างไร หลักฐานใหม่ของวงแหวนเล็ก ๆ นี้ให้ความเชื่อมั่นกับทฤษฎีที่พวกเขาก่อตัวขึ้นจากดาวหางที่เดินเข้ามาใกล้เกินไปและถูกฉีกออกจากแรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์หรือจากเหตุการณ์ที่ทำลายดวงจันทร์น้ำแข็งยุคก่อนหน้า
“ สำหรับวงแหวนที่อายุน้อยกว่ามันต้องมีดาวหางหรือเซนทอร์ (หนึ่งในกลุ่มวัตถุเล็ก ๆ ที่มีน้ำแข็ง) หรือบางทีแม้แต่ดวงจันทร์ที่เคลื่อนที่ใกล้ดาวเสาร์มากเกินไป แรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์จะแยกวัตถุนั้นออกจากกันแล้วชิ้นส่วนที่เหลือก็จะก่อตัวเป็นวงแหวน” ลินดาสปิลเกอร์นักวิทยาศาสตร์โครงการ Cassini ของนาซ่าอธิบายในปี 2560
มันคิดมานานแล้วว่าวงแหวนดังกล่าวมีอายุหลายพันล้านปีและก่อตัวขึ้นหลังจากที่ดาวเสาร์ทำ แต่ขณะที่นักวิทยาศาสตร์ทำงานกับปัญหาและเมื่อเราได้รับข้อมูลที่ดีขึ้นและดีขึ้นมุมมองนั้นก็กำลังลดลง ดูเหมือนว่าบางสิ่งบางอย่างใกล้ชิดกับดาวเสาร์มากเกินไปในอดีตที่ผ่านมาและแตกสลายกลายเป็นวงแหวน
น้ำหนักของวงแหวนของดาวเสาร์เท่าไร
จากการวัดใหม่เหล่านี้มวลของวงแหวนของดาวเสาร์คือ (1.54 ± 0.49) × 1019 กิโลกรัมหรือประมาณ 15.4 ล้านล้านกิโลกรัม ดังนั้นวงแหวนจึงมีมวลประมาณครึ่งหนึ่งของ Mimas ดวงจันทร์ของดาวเสาร์ เพียงแค่คุณมีสิ่งที่น่าสนใจที่จะพูดในงานเลี้ยงค็อกเทลครั้งต่อไปของคุณ
แหล่งที่มา:
- รายงานการวิจัย: การวัดและความหมายของสนามแรงโน้มถ่วงและมวลวงแหวนของดาวเสาร์
- ข่าวประชาสัมพันธ์: ข้อมูล Cassini ของนาซาแสดงวงแหวนของดาวเสาร์ค่อนข้างใหม่
- ข่าวบีบีซี: แคสสินีพูดถึงวัยหนุ่มสาวสำหรับวงแหวนของดาวเสาร์
- Wikipedia: วงแหวนแห่งดาวเสาร์
- นิตยสาร Space: วงแหวนของดาวเสาร์อาจมีอายุหลายพันล้านปี
