มันยากที่จะจินตนาการปราศจากวงแหวนที่สง่างาม กว้างขวาง และซับซ้อน แต่เมื่อยานแคสสินีมาถึงเพื่อศึกษาดาวเคราะห์ในปี พ.ศ. 2547 ก็ได้ค้นพบสิ่งที่น่าสงสัย ก้อนน้ำแข็งและอนุภาคที่ประกอบเป็นวงแหวนนั้นสะอาดอย่างน่าประหลาด ปราศจากฝุ่นที่นักดาราศาสตร์คาดว่าจะพบเนื่องจากการทิ้งระเบิดไมโครอุกกาบาตอย่างต่อเนื่องเหนือ หลายพันล้านปี
นักวิทยาศาสตร์คิดว่านั่นหมายความว่าวงแหวนไม่ได้อยู่ที่นั่นเสมอไป ที่จริงแล้วพวกเขาไม่เกินเลยมีอายุ 100 ถึง 400 ล้านปี-อาจจะกระทืบไปทั่วโลกโดยมีดาวเสาร์เปลือยเปล่าและไม่มีวงแหวนอยู่บนท้องฟ้าเหนือพวกมัน
คุณสามารถบรรเทาภาพทางจิตที่น่าอึดอัดใจจากสมองของคุณได้ การศึกษาใหม่โดยนักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์โตเกียวและศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติฝรั่งเศสพบว่าวงแหวนของดาวเสาร์อาจมีความเก่าแก่ โดยมีคำอธิบายอย่างละเอียดว่าน้ำแข็งภายในวงแหวนนั้นยังคงสะอาดราวกับเสียงนกหวีดได้อย่างไร
ข้อมูลจากยานอวกาศแคสสินีแนะนำว่าวงแหวนอาจมีอายุน้อยเพราะดูสะอาดมาก และหลายๆ คนก็ยอมรับข้อสรุปนั้น อย่างไรก็ตาม งานทางทฤษฎีของเราแสดงให้เห็นว่ารูปลักษณ์ที่สะอาดไม่ได้หมายความว่าวงแหวนยังอายุน้อยเสมอไป” นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ริวกิHyodo จากสถาบันวิทยาศาสตร์โตเกียวบอกกับ ScienceAlert
"ดังนั้น ฉันคิดว่านี่เป็นข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญในการชี้แนะภารกิจสำรวจดาวเคราะห์ในอนาคต คุณไม่ควรถูกหลอกเมื่อมองแวบแรก"
แม้ว่าดาวเคราะห์ยักษ์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะจะมีวงแหวนด้วยเช่นกัน แต่ก็ไม่มีอะไรเหมือนกับดาวเสาร์เลย-และดาวเนปจูนล้วนถูกพันไว้ด้วยวงแหวนอันสง่างามที่แทบจะมองไม่เห็นเว้นแต่คุณจะใช้-
ในทางตรงกันข้าม ดาวเสาร์ถูกกำหนดโดยวงแหวนที่กว้างขวางของมัน ดูเหมือนว่านอกระบบสุริยะ วงแหวนอาจมีอยู่ทั่วไป เมื่อพิจารณาจากดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะยักษ์ก๊าซจำนวนมากที่ระบุได้ แต่เราไม่ค่อยมีความรู้เกี่ยวกับวงแหวนแบบเดียวกับดาวเสาร์มากนัก หากมีอายุค่อนข้างสั้นคงอยู่เพียงไม่กี่ร้อยล้านปีประสบการณ์ของเราเกี่ยวกับพวกเขาอาจเป็นเพียงกรณีของการอยู่ใน-
แต่ถ้าพวกมันมีอายุยืนยาว นั่นไม่เพียงแค่มีผลกระทบต่อระบบสุริยะเท่านั้น วงแหวนดาวเคราะห์อันงดงามอาจเป็นสิ่งที่เราสามารถนำมาพิจารณาได้ของ-
ข้อสันนิษฐานของความเยาว์วัยของวงแหวนของดาวเสาร์นั้นมีพื้นฐานมาจากการไม่มีฝุ่นจากการทิ้งระเบิดอุกกาบาตความเร็วสูงอย่างต่อเนื่องที่กระแทกเข้ากับน้ำแข็งที่ประกอบเป็นวงแหวน เฮียวโดและเพื่อนร่วมงานต้องการทราบว่าจะมีคำอธิบายอื่นเกี่ยวกับรูปลักษณ์อ่อนเยาว์ของวงแหวนนี้หรือไม่ ดังนั้นพวกเขาจึงทำการสร้างแบบจำลองทางทฤษฎีเพื่อดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณฟาดอนุภาคฝุ่นด้วยความเร็วสูงลงในน้ำแข็งในสุญญากาศเย็นในอวกาศ
อุกกาบาตขนาดเล็กที่มีขนาดน้อยกว่า 100 ไมครอน กำลังเคลื่อนตัวไปรอบๆ ดาวเสาร์ โดยถูกเร่งด้วยแรงดึงดูดอันทรงพลังของดาวเสาร์ ในขณะเดียวกัน ก้อนน้ำแข็งที่ประกอบเป็นวงแหวนอาจมีขนาดใหญ่ขึ้นเล็กน้อยจากขนาดเซนติเมตรไปจนถึงเมตร
เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่ไปไกลกว่า 25 กิโลเมตร(ประมาณ 15 ไมล์) ต่อวินาทีความร้อนจากการกระแทกทำให้ทั้งอุกกาบาตขนาดเล็กและพื้นที่เล็กๆ บนพื้นผิวน้ำแข็งระเหยกลายเป็นไอ แทนที่จะสร้างมลพิษให้กับน้ำแข็ง ความร้อนจากการกระแทกทำให้อุกกาบาตขนาดเล็กและพื้นที่เล็กๆ บนพื้นผิวน้ำแข็งกลายเป็นไอ บางส่วนควบแน่นเป็นอนุภาคนาโน ส่วนที่เหลือยังคงเป็นอะตอมและโมเลกุล
จากนั้น "อนุภาคนาโน อะตอม และโมเลกุลถูกชาร์จในสภาพแวดล้อมพลาสมารอบดาวเสาร์ เมื่อประจุแล้ว สนามแม่เหล็กของดาวเสาร์จะส่งผลต่อวงโคจรของอนุภาคนาโนและไอออนที่มีประจุ" เฮียวโดอธิบาย
“ท้ายที่สุดแล้ว วัสดุอุกกาบาตขนาดเล็ก (วัสดุที่ทำให้วงแหวนมืดลง) ซึ่งขณะนี้อยู่ในรูปของอนุภาคนาโนและไอออน ไม่ว่าจะพุ่งชนโลกหรือหลบหนีไปในชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์หรือออกสู่อวกาศ สรุปได้ว่า วงแหวนแทบจะไม่ถูกทำให้มืดลงด้วยอุกกาบาตขนาดเล็ก ผลกระทบ."
หากเป็นเช่นนั้น วงแหวนของดาวเสาร์อาจมีอายุหลายพันล้านปี นอกจากนี้ ปรากฏการณ์นี้อาจหมายความว่าวงแหวนของดาวเสาร์จะอยู่ต่อไปในอนาคตนานกว่าที่เราคิด แคสสินีตรวจพบน้ำปริมาณมหาศาลที่ตกลงมาจากดาวเสาร์– มากพอที่จะเติมสระโอลิมปิกทุกๆ ครึ่งชั่วโมง
วัตถุที่ตกลงมาที่สังเกตได้ถูกตีความว่าเป็นอัตราการสลายของวงแหวน ด้วยเวลาเพียง 100 ล้านปีก่อนที่พวกมันจะผ่านพ้นไปจนเกินกว่าจะจดจำได้ แต่เฮียวโดและเพื่อนร่วมงานของเขาพบว่าฝนวงแหวนอาจเป็นน้ำที่กลายเป็นไอจากการทิ้งระเบิดไมโครอุกกาบาต
หากวงแหวนของดาวเสาร์มีอายุมากกว่า ก็จะอธิบายได้ง่ายกว่าเช่นกัน ระบบสุริยะมีความวุ่นวายมากขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อน โอกาสที่จะเกิดเหตุการณ์ต่างๆ เพิ่มมากขึ้น เช่น การชนกันระหว่างดาวเคราะห์น้อยหรือดาวเคราะห์น้อย ซึ่งก่อให้เกิดเมฆเศษซากที่หมุนวนรอบดาวเสาร์และกลายเป็นวงแหวนของมัน
ในขณะนี้ มันเป็นเพียงสมมติฐาน แต่แน่นอนว่ามันจะขจัดคำถามต่อเนื่องหลายประการเกี่ยวกับดาวเสาร์และวงแหวนของมันให้เป็นระเบียบเรียบร้อย Hyodo และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังทำงานเพื่อสำรวจสิ่งที่ค้นพบเพิ่มเติม
“หลังจากการศึกษาของเรา เพื่อนร่วมงานของฉันกำลังดำเนินการทดลองในห้องปฏิบัติการเพื่อจำลองผลกระทบของอุกกาบาตขนาดเล็กต่ออนุภาคน้ำแข็ง การทดลองเหล่านี้สามารถช่วยตรวจสอบผลลัพธ์ของเราเพิ่มเติมได้” เขาบอกกับ ScienceAlert
นอกจากนี้ ฉันกำลังนำทีมวิทยาศาสตร์ในภารกิจสำรวจดาวเคราะห์ของญี่ปุ่นหลายภารกิจ รวมถึงภารกิจในอนาคตที่มีศักยภาพเพื่อศึกษาวงแหวนของดาวเสาร์อย่างใกล้ชิดมากขึ้น ภารกิจดังกล่าวจะทำให้เราสามารถเข้าใกล้วงแหวนได้ในระยะทางที่ใกล้กว่าที่แคสซินีทำมาก ทำให้สามารถ เราจะสังเกตเหตุการณ์ผลกระทบโดยตรงหรือรวบรวมหลักฐานทางอ้อมที่อาจให้ความกระจ่างเกี่ยวกับอายุของวงแหวนได้มากขึ้น"
งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในธรณีศาสตร์ธรรมชาติ-
