Saturns svulmende kerne indebærer måner yngre end antaget

Frisk høstede data fra NASAs Cassini-mission afslører, at Saturns svulmende kerne og snoede gravitationskræfter giver fingerpeg om alderen på planetens måner. Astronomer mener nu, at den ringmærkede planets måner er yngre end tidligere antaget.

"Alle disse Cassini-missionsmålinger ændrer vores syn på det saturnske system, da det vender op og ned på vores gamle teorier. Det kræver et godt rumfartøj at fortælle os, hvor forkert vi var i fortiden, " sagde Radwan Tajeddine, Cornell-forskningsassistent i astronomi og medlem af det europæisk baserede Encelade (udtalte en-CELL-ad) videnskabeligt team, der gennemgik Cassini-data og offentliggjorde et papir i astronomitidsskriftet Icarus (januar 2017).

Encelade-holdet – ledet af Valéry Lainey fra Paris Observatory – leverede to nøglemålinger i forskningen, "Nye begrænsninger for Saturns indre fra Cassini astrometriske data." Forskerne målte Saturns kærlighedstal (stivhed på en planet) for første gang og bekræftede, at Saturniske måner bevæger sig væk fra planeten i en hurtigere hastighed end forventet. (De fleste måner, herunder Jordens måne, flytte væk fra deres moderplanet.)

Ved hjælp af fotografiske billeder taget fra århundrede gamle glasnegativer og Cassini rumfartøjsobservationer, gruppen målte Love-tallet – opkaldt efter Augustus E.H. Kærlighed, en berømt britisk matematiker, der studerede elasticitet - der beskriver stivheden af ​​tidevandsbulen og spredningsfaktoren, som styrer hastigheden, hvormed måner bevæger sig væk.

Mens Saturn for det meste er et gigantisk svøb af flydende brint og flydende helium, den indeholder en stenet kerne - omkring 18 gange jordens størrelse, som reagerer på tidevandskræfter fra alle Saturns store måner ved at bule. Den svulmende kernes kræfter, på tur, skubbe månerne lidt væk.

"De to parametre - kærlighedstallet og spredningsfaktoren - er svære at adskille, " sagde Tajeddine.

Så holdet opdagede og undersøgte kredsløbene for fire små måner forbundet med de større måner Tethys (Telesto og Calypso) og Dione (Helene og Polydeuces). Selvom disse små måner ikke påvirker tidevandskræfterne på Saturn, deres kredsløb forstyrres af Saturns kerne tidevandsbuler.

"Ved at overvåge disse forstyrrelser, det lykkedes os at få den første måling af Saturns kærlighedstal og skelne det fra planetens dissipationsfaktor, " sagde Tajeddine. "Månerne migrerer væk meget hurtigere end forventet."

Tajeddine forklarer, at hvis Saturn-måner faktisk blev dannet for 4,5 milliarder år siden, deres nuværende afstande fra hjemmeplaneten burde være større. Dermed, denne nye forskning tyder på, månerne er yngre end 4,5 milliarder år, favoriserer en teori om, at måner dannede sig fra Saturns ringe.

Holdet fandt også ud af, at Saturnmånen Rhea bevæger sig væk 10 gange hurtigere end de andre måner, hvilket er det første bevis på, at en planets dissipationsfaktor kan variere med dens afstand i forhold til månen. Forskerne har ingen endelig forklaring.

Efter 13 års sejlads omkring Saturn, at udforske dens ringe og måner, NASA vil programmere Cassinis store finale – en flyvning gennem planetens ringe og et dyk ned i dens atmosfære – til september 2017. "Hvad vi tror om Saturns månes historie kan stadig ændre sig i de kommende år med finalen på Cassini-missionen, " sagde Lainey, hvem foreslog, "Jo mere vi lærer om Saturn, jo mere lærer vi om eksoplaneter. "