טבעות שבתאי עשויות להיות צעירות יותר מהדינוזאורים

קאסיני חוצה את שבתאי

תפיסת אמן של חללית קאסיני המוצגת על רקע תמונה אמיתית של שבתאי וטבעותיה כשקאסיני חצה את מטוס הטבעת. (אשראי תמונה: NASA/JPL-Caltech)



לשבתאי לא תמיד היו טבעות - הילות הכוכב עשויות לתוארך רק לגיל הדינוזאורים, או לאחריו, מחקר חדש מגלה.

הגיל של הטבעות של שבתאי הוכיח מזמן שנוי במחלוקת. כמה חוקרים חשבו שהתכונות האיקוניות שנוצרו יחד עם כדור הארץ לפני כ -4.5 מיליארד שנים מהריסות הקרח שנותרו במסלול סביבו לאחר היווצרות מערכת השמש. אחרים טענו שהטבעות צעירות מאוד, אולי מקורן לאחר משיכת הכבידה של שבתאי קרעה שביט או ירח קרח.

אחת הדרכים לפתור את התעלומה הזו היא לשקול את טבעות שבתאי. הטבעות היו בתחילה עשויות קרח בהיר, אך עם הזמן הפכו מזוהמות וחשוכות על ידי פסולת ממקומותיה החיצוניים של מערכת השמש. לפני כמה שנים, מסלול שבתאי של נאס'א משימת קאסיני קבע שהטבעות טומנות בכאחוז אחד בלבד. אם מדענים יכלו לשקול את הטבעות של שבתאי, הם יכלו להעריך את משך הזמן שיידרש להם עד שיצטברו מספיק מזהמים בכדי לקבל אחוז אחד לא טהור ובכך לחשב את גילם, אמר מחקרי המחקר לוצ'יאנו איס, מדען כוכבי לכת באוניברסיטת סאפיינסה ברומא, אמר ל- demokratija.eu. [ הטבעות המפוארות של שבתאי בתמונות ]



אייס ועמיתיו הסתמכו על נתוני קאסיני נוספים. לפני החללית צלל אל מותו לאטמוספירה של שבתאי בספטמבר 2017 הוא נסע בין כוכב הלכת לטבעותיו ונתן למשיכות הכבידה שלהם למשוך אותו. עוצמת כוח הכבידה של הגוף תלויה במסתו, ועל ידי ניתוח כמה קאסיני נמשך בצורה כזו או אחרת במהלך שלב 'הגמר הגדול' במשימתו, צוות המשימה יכול למדוד את כוח הכבידה והמסה של שבתאי ושל טבעותיה .

במהלך שישה מעבריו של קאסיני בין שבתאי לטבעותיו בגובה של כ -1,615 מייל עד 2,425 מייל (2,600 עד 3,900 קילומטרים) מעל ענני כוכב הלכת, מדענים עקבו אחר קישור הרדיו בין החללית לכדור הארץ. בדומה לאופן שבו צפירת אמבולנס נשמעת גבוה יותר כשהרכב נוסע לעברך ומטה כשהוא מתרחק, אותות הרדיו יתארכו באורך הגל כאשר המקור שלהם יתרחק מכדור הארץ ויתקצר ככל שהמקור יתקדם אליו - אפקט שנקרא דופלר מִשׁמֶרֶת.

'אני נדהם מהעובדה שהצלחנו למדוד את מהירותה של חללית רחוקה במרחק 1.3 מיליארד קילומטרים מכדור הארץ עם דיוק המהיר במאה או באלפית את המהירות של חילזון - כמה מאות של מילימטרים לשנייה, 'אמר אייס.



הערכות קודמות המבוססות על נתוני ה- וויג'ר flybys של שבתאי הציע כי מסת הטבעות היא כ -28 מיליון מיליארד טון מטרי. הנתונים החדשים של קאסיני מעידים כעת כי מסת הטבעות היא רק כ -15.4 מיליון מיליארד טון מטרי. (לאסטרואיד הגדול ביותר, סרס, מסת המסה של כ -939 מיליון מיליארד טון.)

בסך הכל, החוקרים מציעים שהטבעות נוצרו בין 10 ל -100 מיליון שנה. לשם השוואה, גיל הדינוזאורים הסתיים לפני כ -66 מיליון שנה.

שַׁבְתַאִי



פנים שבתאי מורכב בעיקר משלוש שכבות: ליבה פנימית עמוקה העשויה ברובה מאלמנטים כבדים, עם מעטפת מימן מתכתית נוזלית, מוקפת בשכבת מימן מולקולרית. מדידות קאסיני מספרות למדענים על גודל הליבה, זרימת הרוחות באטמוספירה ומסת הטבעות.(אשראי תמונה: תמונת רקע מאת NASA/JPL-Caltech)

הסיום הגדול של קאסיני חשף גם פרטים מרכזיים בנושא המבנה הפנימי של שבתאי . לדוגמה, הוא מצא כי זרמי סילון הנראים סביב קו המשווה של שבתאי - החזקים ביותר שנמדדו במערכת השמש, עם רוחות של עד 930 קמ'ש (1,500 קמ'ש) - משתרעים לעומק של לפחות 9,000 ק'מ (9,000 ק'מ), מסתובבים כמות מסה אדירה מסביב לכוכב הלכת מהר יותר בכ -4 אחוזים מהשכבה שמתחתיו.

'גילוי השכבות המסתובבות עמוק הוא גילוי מפתיע לגבי המבנה הפנימי של כוכב הלכת', אמרה מדענית הפרויקט של קאסיני לינדה ספילקר במעבדת הנעה הסילוני של נאס'א בפסדינה, קליפורניה, שלא השתתפה במחקר. 'השאלה היא, מה גורם לחלק המהפוך במהירות של האטמוספירה ללכת כל כך עמוק, ומה זה אומר לנו על פנים שבתאי?'

הממצאים החדשים מצביעים גם על כך שהליבה הסלעית של שבתאי היא בערך פי 15 עד 18 ממסת כדור הארץ, בדומה להערכות קודמות.

המדענים פירטו הממצאים שלהם 17 בינואר באינטרנט בכתב העת Science.

עקוב אחר צ'ארלס ק. צ'וי בטוויטר @cqchoi . עקבו אחרינו בטוויטר @Spacedotcom וכן הלאה פייסבוק . מאמר מקורי בנושא demokratija.eu .