Saturn dnes považujeme za jednu z najikonickejších planét Slnečnej sústavy. Jeho prstence sú také výrazné, že si bez nich túto plynnú obriu planétu prakticky nevieme predstaviť.

Nové výskumy však naznačujú, že tento gigantický systém ľadových prstencov nemusí byť prastarý pozostatok vzniku planéty, ale relatívne mladá štruktúra vytvorená dramatickou smrťou dávneho mesiaca s názvom Chrysalis, upozorňujú vedci v novej štúdii.

Simulovali svet spred 100 miliónov rokov

Vedci z USA a Číny predstavili nové simulácie na 57. konferencii Lunar and Planetary Science Conference, kde analyzovali hypotézu, podľa ktorej Saturnove prstence vznikli po roztrhaní veľkého mesiaca gravitáciou planéty. Podľa aktuálnych odhadov sa to mohlo stať približne pred 100 miliónmi rokov, teda v období, keď po Zemi ešte chodili dinosaury.

To je z astronomického pohľadu prekvapivo krátky čas. Samotný Saturn vznikol pred viac ako 4,5 miliardy rokov, no jeho prstence môžu byť v porovnaní s vekom planéty mimoriadne mladé. Práve preto sú dnes stále také jasné a výrazné. Ak by existovali miliardy rokov, tmavý kozmický prach a mikrometeority by ich už dávno výrazne znečistili a stmavili.

Kľúčom celej teórie je takzvaný Rocheho limit. Ide o kritickú vzdialenosť, pri ktorej gravitačné sily veľkého telesa prekonajú gravitáciu menšieho objektu a začnú ho doslova trhať na kusy. Pre ľadové mesiace v okolí Saturnu sa táto hranica nachádza približne vo vzdialenosti 1 až 1,5 polomeru planéty.

Vedci predpokladajú, že Chrysalis bol mesiac veľký približne ako Saturnov mesiac Iapetus, ktorého priemer dosahuje asi 1 469 kilometrov. Simulácie ukázali, že Chrysalis obiehal po veľmi pretiahnutej eliptickej dráhe. Počas najbližších priblížení sa dostal nebezpečne blízko k Saturnu, až nakoniec prekročil Rocheho limit.

V tom momente začala katastrofa planetárnych rozmerov. Obrovská gravitácia Saturnu rozdrvila mesiac na miliardy fragmentov. Časť materiálu unikla do priestoru alebo bola neskôr pohltená planétou, no veľké množstvo ľadových úlomkov zostalo na orbite. Práve z nich sa postupne vytvorili dnešné prstence.

Vedci pritom upozorňujú, že pôvodné prstence mohli byť omnoho väčšie a hustejšie než dnes. V minulosti mohli byť dokonca natoľko jasné, že by boli dobre viditeľné aj zo Zeme voľným okom, ak by sa človek pozrel cez jednoduchý ďalekohľad. Ich postupné zmenšovanie spôsobovali gravitačné interakcie s ďalšími Saturnovými mesiacmi, najmä s obrovským mesiacom Titan.

Nebol dostatočne pevný

Titan zohráva v systéme Saturnu mimoriadne dôležitú úlohu. Ide o druhý najväčší mesiac Slnečnej sústavy s hustou atmosférou a rozsiahlymi jazerami tekutého metánu. Jeho gravitácia mohla počas desiatok miliónov rokov postupne destabilizovať časti prstencov a vyhadzovať materiál mimo stabilných orbitálnych oblastí.

NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Simulácie zároveň naznačujú, že Chrysalis pravdepodobne nebol homogénny objekt. Jeho vnútro tvorili vrstvy hornín a vodného ľadu, podobne ako pri ďalších Saturnových mesiacoch. Vedci testovali modely s rôznym podielom ľadu, pričom niektoré varianty obsahovali až 80 percent zamrznutej vody. To dobre vysvetľuje, prečo sú Saturnove prstence tvorené prevažne extrémne čistým ľadom.

Prstence samotné sú pritom neuveriteľne tenké. Hoci ich priemer presahuje stovky tisíc kilometrov, väčšina z nich má hrúbku iba niekoľko desiatok metrov až približne jeden kilometer. Z diaľky preto pôsobia ako pevné štruktúry, v skutočnosti však ide o gigantický roj ľadových častíc, ktoré neustále obiehajú Saturn obrovskou rýchlosťou.

Nový výskum nadväzuje na štúdiu publikovanú v roku 2022 v časopise Science, ktorá tiež naznačila, že za vznikom prstencov mohol stáť zaniknutý mesiac. Aktuálne simulácie však idú ešte ďalej a detailnejšie analyzujú samotný proces rozpadu telesa.

Vedci stále nepoznajú odpovede na všetky otázky. Nie je jasné, čo sa stalo s najväčšími fragmentmi Chrysalisu ani ako presne ovplyvnili ďalší vývoj prstencov. Výskumníci chcú zároveň skúmať, či úlomky po rozpade mesiaca mohli vytvoriť impaktné krátery na ďalších Saturnových mesiacoch.

Čítajte viac z kategórie: Novinky