Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Astronomi

De fire planeter med ringe kan måske overraske dig

Den seneste visning af Saturn fra NASAs Hubble-rumteleskop fanger udsøgte detaljer om ringsystemet. NASA, ESA, A. Simon (GSFC), M.H. Wong (University of California, Berkeley) og OPAL-teamet

Saturn er kendt for sit strålende ringsystem. Saturns ringe er de mest omfattende af alle planetringe i dette solsystem, men andre planeter har også ringe, inklusive Jupiter og Neptun, som begge er jovianske planeter.

Jovianske planeter er gasplaneter uden faste overflader. Nogle større gasgiganter danner planetringe omkring dem, mens andre er for små eller ikke har nok lokalt stof til at trække ind i et ringsystem.

Så hvordan dannes disse ringesystemer, og hvad gør en planet befordrende for at have ringe og en anden ikke? Lad os udforske nogle planeter med ringe i solsystemet, og hvordan de blev til.

Indhold
  1. Sådan dannes ringesystemer
  2. Planetringe i solsystemet
  3. Hvorfor har Jorden ikke sit eget ringsystem?
  4. Udforskning af Saturns ringe

Hvordan ringsystemer dannes

Ringsystemer kan dannes omkring gigantiske planeter, der har nok tyngdekraft til at tiltrække små måner, asteroider og andre objekter ind i deres kredsløb. "Når en måne trækkes tættere på en planet, når dens tidevandskræfter, hvilket betyder dens tyngdekraft på begge sider, et punkt, hvor månens tyngdekraft ikke længere kan holde sig sammen," forklarer Dr. Vahé Peroomian, professor i fysik og astronomi. ved University of Southern California. "Dette er kendt som Roche-grænsen, og det får månen til at blive revet fra hinanden."

Efterhånden som den kredsende måne går i stykker igen og igen, bliver den malet ned til vand, is og støvpartikler, der bevæger sig langs gravitationsbanen som vand, der løber ned i et afløb. Ringsystemer er dog midlertidige strukturer, da iskolde partikler smelter, hvis de er for tæt på solen, og mindre støvpartikler trækkes mod planeten og brænder op i atmosfæren.

Planetringe i solsystemet

Alle gasgiganterne i vores ydre solsystem, inklusive Saturn, Jupiter, Uranus og Neptun, har deres egne ringsystemer. Disse planeter i det ydre solsystem har store masser til at tiltrække ringpartikler, og de kredser langt nok væk fra solen til, at vandis kan forblive frossen.

Læs videre for at lære, hvordan hvert system af ringe adskiller sig fra planet til planet.

Jupiters ringe

Data fra rumfartøjet Galileo, der kredsede om Jupiter fra 1995 til 2003, bekræftede, at Jupiters ringe blev skabt af meteoroidnedslag på små nærliggende måner. NASA, JPL, Galileo Project, (NOAO), J. Burns (Cornell) et al.

Jupiters ringsystem har fire primære komponenter:den inderste "haloring" bestående af støvpartikler; en tynd, svag hovedring; og to gossamer ringe. Jupiters ringe rundt om ydersiden af ​​systemet kaldes almindeligvis Amalthea-ringen og Thebe-ringen, opkaldt efter månerne, der leverede det nødvendige materiale efter højhastighedspåvirkninger.

Jupiters ringe blev først opdaget i 1979 under Voyager 1's første forbiflyvning og undersøgt igen af ​​Galileo-rumfartøjet i 1990'erne. Selvom det er usandsynligt, at de forsvinder i vores levetid, krymper Jupiters ringe potentielt på grund af planetens ekstreme tyngdekraft på disse tynde ringlag.

Neptuns ringe

James Webb Rumteleskopet gav det klareste udsyn til Neptuns ringe i mere end 30 år takket være dets Near-Infrared Camera (NIRCam), som fangede flere lyse, smalle ringe samt planetens svagere støvbånd. NASA, ESA, CSA, STScI

Voyager 2-rumfartøjet fangede de første billeder af Neptuns ringe i 1989 ved hjælp af stjernernes okkultationsmetoder til at måle forskydningen af ​​ultraviolet lys. Gennem denne teknik var Voyager 2 i stand til at skelne, at Neptun har fem hovedringe (Galle, Le Verrier, Lassell, Arago og Adams) og fire fremtrædende ringbuer (Liberté, Egalité, Fraternité og Courage). Disse mindre ringe er dannet af svage, tynde samlinger af støv i mikrometerstørrelse, der føres rundt i ringsystemet af Neptuns fire små måner.

Saturns ringe

NASAs Cassini-rumfartøj har leveret en strålende udsigt over Saturn, taget mens rumfartøjet var i Saturns skygge . NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Saturns ringe er det mest omfattende ringsystem af alle planeterne i vores solsystem, hvilket utilsigtet gør denne gasgigant til en af ​​de mest spændende planeter at genskabe til dit videnskabsprojekt i fjerde klasse. Saturns ringe er typisk opdelt i 14 distinkte sektioner, hvor D-ringen er den nærmeste på planeten og Saturns E-ring og Phoebe-ringsystemet er længst væk.

Saturn består primært af brint og helium, og det er faktisk den eneste planet i solsystemet med mindre tæthed end vand. Denne reflekterende gasstruktur, indrammet af dets karakteristiske skiveformede system, gør den til en af ​​de fjerneste planeter, du kan se på nattehimlen ved hjælp af et lille teleskop. Hvis du håber at få et glimt af dette himmelske vidunder, er planeten og dens ringe synlige det meste af året med undtagelse af januar og februar, hvor den er tættest på solen. Saturn fremstår dog klarest, når den når opposition i august og september.

Uranus' ringe

Dette zoomede billede af Uranus, optaget af James Webb-teleskopets nær-infrarøde kamera ( NIRCam), afslører en fantastisk udsigt over planetens ringe. NASA, ESA, CSA, STScI. Billedbehandling:J. DePasquale (STScI)

Uranus har to sæt ringe. Astronom og videnskabsmand James L. Elliot og hans team opdagede de indre ringe 10. marts 1977, som består af ni forskellige ringe. Denne opdagelse er nyere i rumforskningens historie, fordi Uranus' ringe er lavet af større kroppe end dens søsterplaneter, Jupiter og Neptun. Denne mangel på støv og mindre partikler får Uranus-ringene til at virke tynde og let uigennemsigtige fra Jordens observatorier.

Den ene af de to ydre ringe er rødlig som mange andre ringe i solsystemet, mens den anden ydre ring fremstår blå som Saturns E-ring.

Hvorfor har Jorden ikke sit eget ringsystem?

Selvom Jorden ikke er en mindre planet, har den ikke massen af ​​gigantiske planeter som Uranus og Neptun. Da Roche-grænsen er den primære mekanisme for ringdannelse, og dette fænomen forekommer i en afstand på omkring 1,5 til 2,5 gange en planets radius, ville en måne eller asteroide skulle rejse inden for omkring 5.592 miles (9.000 kilometer) fra vores planet for at bryde fra hinanden .

Det er tydeligt på vores nattehimmel, at Jorden har tyngdekraften til at danne måner; det er dog usandsynligt, at tilgængeligheden af ​​stof er lille nok til at danne sit eget system af ringe.

Udforskning af Saturns ringe

Denne illustration viser NASAs Cassini-rumfartøj, der er ved at foretage et af sine dyk mellem Saturn og dens inderste ringe som en del af missionens store finale. NASA/JPL-Caltech

Den berømte astronom Galileo Galilei opdagede Saturns ringe i 1610 e.v.t., og siden da har de fleste astronomer teoretiseret, at Saturns ringe sandsynligvis er dannet samtidigt med den gigantiske planet i omkring 4,5 milliarder år.

Cassini-rumsonden blev imidlertid opsendt for at udføre forskning i dybt rum i 1997, og den brugte over et årti mellem 2004 og 2017 på at udforske, registrere og transmittere data, der kastede lys over denne fjerne planet.

Cassini-missionen havde til formål at nå adskillige mål, herunder en undersøgelse af den nøjagtige sammensætning og struktur af det 175.226 mile brede (282.000 kilometer brede) ringsystem og dets satellits overflader.

Cassini-missionen brugte flere år på at forske i de magnetiske virkninger af Saturns nærliggende måner. Disse objekter varierer i størrelse fra små måner som Mimas, der er så små, at de ikke kan opretholde en rund form, til gigantiske måner som Titan, der er større end nogen dværgplanet i solsystemet. Cassini studerede også adfærden af ​​Saturns atmosfære og lærte mere om tidsvariabilitet på Saturns største måne, Titan.

Under sin banebrydende rejse sendte Cassini nogle af de mest banebrydende data tilbage, der tvang videnskabsmænd til at revurdere, hvad vi tror, ​​vi ved om vores solsystem og rummet udenfor.

En af Cassinis mest hypotese-rystende indsigter i Saturns verden var dens ringes relativt yngre alder.

"Hvis du gik tilbage til dinosaurernes tid, for omkring 100 millioner år siden, og du skulle se op på Saturn, ville du ikke se nogen ringe," siger Peroomian. "Saturns ringe er ekstremt nye sammenlignet med solsystemets alder."

Nu er det interessant

I februar 2023 offentliggjorde astronomer fra University of Sheffield en undersøgelse i tidsskriftet Nature om et nyt ringsystem, som holdet opdagede i vores solsystem. Ringene er omkring Quaoar, en dværgplanet, der kredser forbi Neptun. Ringene er for små til at se direkte; i stedet opdagede holdet ringsystemet ved at observere en okkultation, hvilket betyder, at lyset fra en baggrundsstjerne blev blokeret af Quaoar, da den kredsede om solen. Det, der gør dette ringsystem særligt unikt, er, at det er dobbelt så langt ude, som hvad forskere tidligere troede var den maksimale grænse ifølge Roche-grænsen, som er den ydre grænse for, hvor ringsystemer blev anset for at kunne overleve.




Varme artikler