by Από όλους τους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, ο Κρόνος είναι αδιαμφισβήτητα αυτός που εξάπτει περισσότερο τη φαντασία λόγω των εντυπωσιακών δακτυλίων του.
Ακόμη και σήμερα, οι ειδικοί δεν συμφωνούν για την προέλευση του σχηματισμού τους, ούτε καν για την ηλικίας τους.
Σε αυτό το φλέγον ζήτημα, μια νέα μελέτη – που δημοσιεύτηκε χθες Πέμπτη στην έγκριτη επιθεώρηση Science – έρχεται να δώσει μια πειστική εξήγηση.
Σύμφωνα με αυτήν, πριν από περίπου 160 εκατομμύρια χρόνια, ένας παγωμένος δορυφόρος διαλύθηκε και τα υπολείμματά του σχημάτισαν σταδιακά τους δακτυλίους του Κρόνου.
«Οι δακτύλιοι του Κρόνου ανακαλύφθηκαν από τον Γαλιλαίο πριν από περίπου 400 χρόνια και είναι ένα από τα πιο ενδιαφέροντα φαινόμενα στο ηλιακό μας σύστημα που παρατηρούνται ακόμη και μέσω ενός μικρού τηλεσκοπίου», δηλώνει ο Τζακ Γουίσντομ, επικεφαλής της ομάδας που δημοσίευσε τη μελέτη.
Μιλώντας στο Γαλλικό Πρακτορείο (AFP) ο καθηγητής Πλανητικών Επιστημών στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT) εκφράζει την ικανοποίησή του για την «πειστική εξήγηση» στην οποία κατέληξε η ομάδα του αναφορικά με τον σχηματισμό των δακτυλίων του Κρόνου.
Οι επιστήμονες, που ανέλυσαν δεδομένα από το διαστημόπλοιο Cassini της NASA και χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις υπολογιστή, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η καταστροφή ενός δορυφόρου του Κρόνου ευθύνεται τόσο για τη δημιουργία των υπέροχων δακτυλίων του πλανήτη όσο και για την ασυνήθιστη τροχιακή κλίση του, περίπου 27 μοιρών.
Στον υποθετικό δορυφόρο έδωσαν το όνομα «Χρυσαλλίδα», αντλώντας έμπνευση από το δεύτερο στάδιο της μεταμόρφωσης της κάμπιας σε πεταλούδα.
«Όπως μια πεταλούδα αναδύεται από μια χρυσαλλίδα, έτσι οι δακτύλιοι του Κρόνου αναδύθηκαν από εκείνον τον δορυφόρο», αναφέρει στη μελέτη ο Τζακ Γουίσντομ.
Περίπου το 99% των συντριμμιών χάθηκε στην ατμόσφαιρα του Κρόνου, ενώ το υπόλοιπο 1% παρέμεινε σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη και τελικά σχημάτισε το σύστημα δακτυλίων, ένα από τα θαύματα του ηλιακού μας συστήματος, σύμφωνα με τους ερευνητές.
Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των επιστημόνων, η «Χρυσαλλίδα» είχε περίπου το μέγεθος του Ιαπετού (διάμετρος 1.470 χλμ), του τρίτου μεγαλύτερου φεγγαριού του Κρόνου.
Οι δακτύλιοι του Κρόνου, που αποτελούνται από σωματίδια σκόνης και πάγου, βρίσκονται σε απόσταση έως και 282.000 χιλιομέτρων από τον πλανήτη.
Ο Κρόνος, σύμφωνα με το ΑΠΕ, είναι ο δεύτερος μεγαλύτερος πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος και είναι 750 φορές μεγαλύτερος από τη Γη. Αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο, ενώ έχει 83 φυσικούς δορυφόρους.
Μεταξύ αυτών είναι ο Τιτάνας – το δεύτερο μεγαλύτερο φεγγάρι στο ηλιακό μας σύστημα – ο οποίος είναι μεγαλύτερος από τον Ερμή.
Ο Τιτάνας φέρεται ως υπεύθυνος για την καταστροφή της «Χρυσαλλίδας», αφού σύμφωνα με τους επιστήμονες αποσταθεροποίησε την τροχιά της και την έσπρωξε όλο και πιο κοντά στον Κρόνο, με αποτέλεσμα τελικά να διαλυθεί.
«Η βαρυτική έλξη του Κρόνου τη διέλυσε με τον τρόπο που ο Δίας διέλυσε τον κομήτη Shoemaker-Levy 9», εξηγεί ο Μπούρκχαρντ Μίλιτζερ από το πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ στην Καλιφόρνια, αναφερόμενος σε έναν κομήτη που συγκρούστηκε με τον Δία το 1994.
Γράφω αυτό το σχόλιο κυρίως γιατί νομίζω ότι μέσα από την περιγραφή του τρόπου δουλειάς που δίνει ο υπεύθυνος του προγράμματος που κατέληξε στην συγκεκριμένη δημοσίευση του Science μπορεί να χρησιμοποιηθεί από κάθε συνάδελφο που θέλει να δείξει τον τρόπο που δουλεύει η επιστημονική έρευνα σήμερα. Ίσως αν πλαισιωθεί και με κάποιες εικόνες των δακτυλίων του Κρόνου του διαστημοπλοίου Casini και όποιες άλλες γίνει και πιο ελκυστικό.
Ειδικά οι λέξεις που είναι επισημασμένες με μπλε δίνουν την σειρά των ενεργειών.
· Κλίση άξονα Κρόνου δακτύλιοι
· αλληλεπιδράσεις με τον γείτονά του Ποσειδώνα
· μετρήσεις -εδώ από διαστημόπλοιο-
· ροπή αδράνειας Κρόνου {Που είσαι Αντρέα Ριζόπουλε με τον προβληματισμό σου για το στερεό}
· προσομοιώσεις
· μαθηματικές εξισώσεις
· πάλι προσομοιώσεις
· Συμπέρασμα
· Με κόκκινη επισήμανση πως καταλήγει κάθε σοβαρός επιστήμονας όσον αφορά την δουλειά του.
Στην αγγλόφωνη wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Rings_of_Saturn#Formation_and_evolution_of_main_rings διαβάζουμε:
Υπάρχουν δύο κύριες θεωρίες σχετικά με την προέλευση των εσωτερικών δακτυλίων του Κρόνου. Μια θεωρία που προτάθηκε αρχικά από τον Édouard Roche τον 19ο αιώνα, είναι ότι οι δακτύλιοι ήταν κάποτε ένα φεγγάρι του Κρόνου (που ονομάστηκε Veritas, από μια ρωμαϊκή θεά που κρυβόταν σε ένα πηγάδι). Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή η τροχιά του φεγγαριού διασπάστηκε μέχρι που έφτασε αρκετά κοντά ώστε να διαλυθεί από τις παλιρροϊκές δυνάμεις. Μια παραλλαγή αυτής της θεωρίας είναι ότι το φεγγάρι αυτό διαλύθηκε αφού χτυπήθηκε από έναν μεγάλο κομήτη ή αστεροειδή.
Μια πιο παραδοσιακή εκδοχή της θεωρίας της διασπασμένης σελήνης είναι ότι οι δακτύλιοι αποτελούνται από συντρίμμια ενός φεγγαριού διαμέτρου 400 έως 600 χιλιομέτρων, ελαφρώς μεγαλύτερου από τον Μίμα. Την τελευταία φορά που υπήρξαν συγκρούσεις αρκετά μεγάλες ώστε να είναι πιθανό να διαταράξουν ένα φεγγάρι τόσο μεγάλο ήταν από περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια.
Η δεύτερη θεωρία είναι ότι οι δακτύλιοι δεν αποτέλεσαν ποτέ μέρος ενός φεγγαριού, αλλά αντιθέτως έχουν απομείνει από το αρχικό νεφελώδες υλικό από το οποίο σχηματίστηκε ο Κρόνος.
Και μέρος της ανακοίνωσης του ΜΙΤ
https://news.mit.edu/2022/saturn-rings-tilt-missing-moon-0915
αφού ο Jack Wisdom, καθηγητής πλανητικών επιστημών στο MIT είναι ο κύριος συγγραφέας της νέας μελέτης. Που δημοσιευτηκε στο Science
Οι δακτύλιοι και η κλίση του Κρόνου θα μπορούσαν να είναι το προϊόν ενός αρχαίου, χαμένου φεγγαριού
Οι δακτύλιοι του Κρόνου, που στροβιλίζονται γύρω από τον ισημερινό του πλανήτη, μαρτυρούν ότι ο πλανήτης περιστρέφεται με κλίση. Ο γίγαντας περιστρέφεται υπό γωνία 26,7 μοιρών σε σχέση με το επίπεδο στο οποίο περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο. Οι αστρονόμοι υποψιάζονται εδώ και καιρό ότι αυτή η κλίση προέρχεται από βαρυτικές αλληλεπιδράσεις με τον γείτονά του Ποσειδώνα, καθώς η κλίση του Κρόνου προεκτείνεται, σαν περιστρεφόμενη κορυφή, σχεδόν με τον ίδιο ρυθμό με την τροχιά του Ποσειδώνα.
Όμως μια νέα μελέτη μοντελοποίησης από αστρονόμους του ΜΙΤ και άλλων πανεπιστημίων διαπίστωσε ότι, ενώ οι δύο πλανήτες μπορεί κάποτε να ήταν συγχρονισμένοι, ο Κρόνος έχει πλέον ξεφύγει από την έλξη του Ποσειδώνα. Τι ήταν υπεύθυνο για αυτή την πλανητική αναπροσαρμογή; Η ομάδα έχει μια σχολαστικά δοκιμασμένη υπόθεση: ένα χαμένο φεγγάρι.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύεται στο Science, η ομάδα προτείνει ότι ο Κρόνος, ο οποίος σήμερα φιλοξενεί 83 φεγγάρια, κάποτε φιλοξενούσε τουλάχιστον ένα ακόμη, έναν επιπλέον δορυφόρο που ονόμασαν Chrysalis. Μαζί με τα αδέλφια του, προτείνουν οι ερευνητές, η Chrysalis περιφερόταν γύρω από τον Κρόνο για αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια, τραβώντας και ρυμουλκώνοντας τον πλανήτη με τρόπο που διατηρούσε την κλίση του, ή “λοξότητα”, σε συντονισμό με τον Ποσειδώνα.
λλά περίπου 160 εκατομμύρια χρόνια πριν, εκτιμά η ομάδα, ο Chrysalis έγινε ασταθής και πλησίασε πολύ κοντά στον πλανήτη του σε μια συνάντηση είχε ως αποτέλεσμα την διάλυση του δορυφόρου. Η απώλεια του φεγγαριού ήταν αρκετή για να απομακρυνθεί ο Κρόνος από την αγκαλιά του Ποσειδώνα και να αποκτήσει τη σημερινή του κλίση.
Επιπλέον, οι ερευνητές υποθέτουν ότι, ενώ το μεγαλύτερο μέρος του θρυμματισμένου σώματος του Chrysalis μπορεί να συγκρούστηκε με τον Κρόνο, ένα μέρος των θραυσμάτων του μπορεί να παρέμεινε σε τροχιά και τελικά να έσπασε σε μικρά παγωμένα κομμάτια για να σχηματίσει τους χαρακτηριστικούς δακτυλίους του πλανήτη.
Ο δορυφόρος που λείπει, επομένως, θα μπορούσε να εξηγήσει δύο μακροχρόνια μυστήρια: Την σημερινή κλίση του Κρόνου και την ηλικία των δαχτυλιδιών του, οι οποίοι προηγουμένως υπολογίζονταν σε ηλικία περίπου 100 εκατομμυρίων ετών – πολύ νεότερη από τον ίδιο τον πλανήτη.
Στις αρχές της δεκαετίας του 2000, οι επιστήμονες διατύπωσαν την ιδέα ότι ο κεκλιμένος άξονας του Κρόνου είναι αποτέλεσμα της παγίδευσης του πλανήτη σε έναν συντονισμό ή βαρυτική ένωση με τον Ποσειδώνα. Όμως οι παρατηρήσεις που έγιναν από το διαστημικό σκάφος Cassini της NASA, το οποίο βρισκόταν σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο από το 2004 έως το 2017, έδωσαν μια νέα τροπή στο πρόβλημα. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι ο Τιτάνας, ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Κρόνου, απομακρυνόταν από τον Κρόνο με ταχύτερο ρυθμό από ό,τι αναμενόταν, με ρυθμό περίπου 11 εκατοστά ανά έτος. Η γρήγορη μετανάστευση του Τιτάνα και η βαρυτική του έλξη οδήγησαν τους επιστήμονες στο συμπέρασμα ότι το φεγγάρι ήταν πιθανότατα υπεύθυνο για την κλίση και τη διατήρηση του Κρόνου σε συντονισμό με τον Ποσειδώνα.
Όμως αυτή η εξήγηση εξαρτάται από έναν σημαντικό άγνωστο παράγοντα: τη ροπή αδράνειας του Κρόνου, δηλαδή τον τρόπο με τον οποίο κατανέμεται η μάζα στο εσωτερικό του πλανήτη. Η κλίση του Κρόνου θα μπορούσε να συμπεριφερθεί διαφορετικά, ανάλογα με το αν η ύλη είναι περισσότερο συγκεντρωμένη στον πυρήνα του ή προς την επιφάνεια.
“Για να σημειώσουμε πρόοδο στο πρόβλημα, έπρεπε να προσδιορίσουμε τη ροπή αδράνειας του Κρόνου“, λέει ο Wisdom.
Στη νέα τους μελέτη, ο Wisdom και οι συνάδελφοί του προσπάθησαν να προσδιορίσουν τη ροπή αδράνειας του Κρόνου χρησιμοποιώντας μερικές από τις τελευταίες παρατηρήσεις που έγιναν από το Cassini στο “Μεγάλο Φινάλε”, μια φάση της αποστολής κατά την οποία το διαστημικό σκάφος προσέγγισε εξαιρετικά κοντά για να χαρτογραφήσει με ακρίβεια το βαρυτικό πεδίο γύρω από ολόκληρο τον πλανήτη. Το βαρυτικό πεδίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της κατανομής της μάζας στον πλανήτη.
Ο Wisdom και οι συνάδελφοί του μοντελοποίησαν το εσωτερικό του Κρόνου και εντόπισαν μια κατανομή μάζας που ταιριάζει με το βαρυτικό πεδίο που παρατήρησε το Cassini. Παραδόξως, διαπίστωσαν ότι αυτή η νεοπροσδιορισμένη ροπή αδράνειας τοποθετούσε τον Κρόνο κοντά, αλλά ακριβώς έξω από τον συντονισμό με τον Ποσειδώνα. Οι πλανήτες μπορεί κάποτε να ήταν συγχρονισμένοι, αλλά δεν είναι πλέον.
“Τότε ξεκινήσαμε να ψάχνουμε τρόπους για να βγάλουμε τον Κρόνο από τον συντονισμό του Ποσειδώνα”, λέει ο Wisdom.
Η ομάδα διεξήγαγε αρχικά προσομοιώσεις για να εξελίξει την τροχιακή δυναμική του Κρόνου και των φεγγαριών του προς τα πίσω στο χρόνο, για να διαπιστώσει αν τυχόν φυσικές αστάθειες μεταξύ των υπαρχόντων δορυφόρων θα μπορούσαν να έχουν επηρεάσει την κλίση του πλανήτη. Αυτή η αναζήτηση έμεινε κενή.
Έτσι, οι ερευνητές εξέτασαν εκ νέου τις μαθηματικές εξισώσεις που περιγράφουν την μετάπτωση ενός πλανήτη, δηλαδή τον τρόπο με τον οποίο μεταβάλλεται ο άξονας περιστροφής ενός πλανήτη με την πάροδο του χρόνου. Ένας όρος σε αυτή την εξίσωση έχει συνεισφορές από όλους τους δορυφόρους. Η ομάδα σκέφτηκε ότι αν ένας δορυφόρος αφαιρεθεί από αυτό το άθροισμα, θα μπορούσε να επηρεάσει την μετάπτωση του πλανήτη.
Το ερώτημα ήταν, πόσο μαζικός θα έπρεπε να είναι αυτός ο δορυφόρος και τι δυναμική θα έπρεπε να υποστεί για να βγάλει τον Κρόνο από τον συντονισμό του Ποσειδώνα;
Ο Wisdom και οι συνάδελφοί του έκαναν προσομοιώσεις για να προσδιορίσουν τις ιδιότητες ενός δορυφόρου, όπως η μάζα και η τροχιακή του ακτίνα, καθώς και την τροχιακή δυναμική που θα χρειαζόταν για να βγάλει τον Κρόνο από τον συντονισμό.
Καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η σημερινή κλίση του Κρόνου είναι αποτέλεσμα του συντονισμού με τον Ποσειδώνα και ότι η απώλεια του δορυφόρου Chrysalis, ο οποίος είχε περίπου το μέγεθος του Ιαπετού, του τρίτου μεγαλύτερου φεγγαριού του Κρόνου, του επέτρεψε να ξεφύγει από τον συντονισμό.
Κάποια στιγμή μεταξύ 200 και 100 εκατομμυρίων ετών πριν, ο Chrysalis μπήκε σε μια χαοτική τροχιακή φάση, πέρασε μια σειρά από κοντινές συναντήσεις με τον Ιάπετο και τον Τιτάνα και τελικά πλησίασε πολύ κοντά στον Κρόνο, σε μια συνάντηση που διέλυσε τον δορυφόρο σε κομμάτια, αφήνοντας ένα μικρό μέρος του να κυκλώσει τον πλανήτη ως ένας δακτύλιος γεμάτος συντρίμμια.
Η απώλεια του Chrysalis, διαπίστωσαν, εξηγεί την μετάπτωση του Κρόνου και τη σημερινή του κλίση, καθώς και τον καθυστερημένο σχηματισμό των δακτυλίων του.
“Είναι μια αρκετά καλή ιστορία, αλλά όπως κάθε άλλο αποτέλεσμα, θα πρέπει να εξεταστεί και από άλλους”, λέει o Wisdom.
η ανάρτηση, στην εκδοχή της «πηγής», μου φάνηκε σαν μια ακόμα άνοστη πληροφόρηση που την ξέχασα το επόμενο μισάωρο
η εκδοχή του Άρη για το ίδιο θέμα, το μετασχημάτισε σε αφήγηση με αρχή, μέση και προοπτική και δίνει ευκαιρίες για συζήτηση
Καλημέρα Άρη.
Σε ευχαριστώ για τον πλούτο της πληροφορίας που μας μετέφερες. Το βασικό μήνυμα;
“μέσα από την περιγραφή του τρόπου δουλειάς που δίνει ο υπεύθυνος του προγράμματος που κατέληξε στην συγκεκριμένη δημοσίευση του Science μπορεί να χρησιμοποιηθεί από κάθε συνάδελφο που θέλει να δείξει τον τρόπο που δουλεύει η επιστημονική έρευνα σήμερα. “
Καλό μεσημέρι Γιώργο και Διονύση.
Θεωρώντας ότι σπάνια, συνάδελφοι και μαθητές,
έχουν την περιγραφή της σειράς ενεργειών, από πρώτο χέρι, μιας επιστημονικής ομάδας σκέφτηκα ότι με κάποια ευκαιρία όπως και όποτε κρίνει κάθε συνάδελφος θα μπορούσε να γίνει μια κουβέντα στην τάξη γύρω από το θέμα.
Οι συγκεκριμένες περιγραφές ενίοτε ενεργοποιούν κάποιους μαθητές.
Καλό σας ΣΚ.