Veel planeten in ons zonnestelsel zijn omgeven door een ringenstelsel, maar Saturnus spant de kroon.
Al geruime tijd vragen astronomen zich af hoe deze planeet aan die indrukwekkende ringen komt.
Volgens een onderzoeksteam onder leiding van Jack Wisdom van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) ligt de oorzaak bij een voormalige maan van de planeet, die zo’n 160 miljoen jaar geleden uit elkaar viel (Science).
Het onderzoek van Wisdom en zijn team bouwt voort op een eerdere ontdekking, uit 2019, dat de ringen van Saturnus relatief jong zijn – veel jonger dan de planeet zelf, die even oud is als het zonnestelsel: ongeveer 4,5 miljard jaar.
Toen werd echter nog de mogelijkheid opengelaten dat de ringen bestaan uit brokstukken van een komeet die te dicht bij de planeet kwam.
Maar in hun nieuwe publicatie stellen de auteurs dat het waarschijnlijk om brokstukken van een maan gaat.
Volgens hen zou deze maan ongeveer even groot zijn geweest als Iapetus, de op twee na grootste maan van Saturnus.
Ook verklaren ze waarom deze hypothetische maan, die ze Chrysalis noemen, zo dicht bij zijn planeet kwam, dat hij door de daarbij optredende getijdenkrachten uit elkaar werd getrokken.
Dat zou te maken hebben met de schuine stand van de rotatieas van Saturnus, die het gevolg is van zwaartekrachtsinteracties met de buitenste planeet van ons zonnestelsel, Neptunus. Astronomen vermoeden al langer dat Neptunus verantwoordelijk is voor de kanteling van de rotatieas van Saturnus.
Deze as maakt namelijk een precessiebeweging zoals een wankelende draaitol, met een periode die ongeveer gelijk is aan de precessiebeweging van de omloopbaan van Neptunus.
Zo’n interactie wordt een resonantie genoemd. In hun publicatie concluderen de onderzoekers dat Neptunus en Saturnus miljarden jaren in een ‘resonantiedans’ verwikkeld zijn geweest, die de rotatieas van Saturnus deed kantelen.
Aan de hand van computersimulaties laten ze zien dat de grote Saturnusmaan Titan, die momenteel met een snelheid van ongeveer elf centimeter per jaar naar buiten beweegt, op een gegeven moment in resonantie raakte met Chrysalis, waardoor diens omloopbaan instabiel werd. Chrysalis kwam uiteindelijk zo dicht bij Saturnus dat hij door de getijdenkrachten uit elkaar werd getrokken.
Daarbij zou ongeveer 99 procent van zijn massa door de planeet zijn opgeslokt.
Het restant heeft de ringen gevormd. Gezien Titans huidige migratiesnelheid zou dit alles 100 tot 200 miljoen jaar geleden zijn gebeurd, wat goed overeenkomt met de huidige schatting van de leeftijd van het ringenstelsel van Saturnus. (EE)
(Image Credit: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), M.H. Wong (University of California, Berkeley), and the OPAL Team)
