Księżyc mógł mieć pierścienie podobne do Saturna

Nowe badanie sugeruje, że w przeszłości księżyce Układu Słonecznego (podobnie jak nasz) mogły mieć pierścienie. To nowe odkrycie pogłębia tajemnicę, dlaczego obecnie nie ma księżyców z pierścieniami.

Obecnie żaden z księżyców naszego Układu Słonecznego nie ma pierścieni.

Jednak niedawne badanie w Astronomia i astrofizyka wskazuje, że po utworzeniu pierścienie te mogą pozostać stabilne przez milion lat, nawet będąc przyciągane grawitacyjnie przez inne obiekty w Układzie Słonecznym.

Jak pisze, „pierścienie otaczają wielu członków naszej rodziny planetarnej”. Saturn jest prawdopodobnie najbardziej znanym przykładem, zawiniętym w osiem pierścieni główne zbudowane z tysięcy mniejszych pierścieni.

Te układy pierścieni, złożone z kawałków lodu i skał różnej wielkości, są utrzymywane przez małe księżyce pasterskie, których siły grawitacyjne przyciągają kawałki i zmieniają ich położenie.

Nowsze badania z wykorzystaniem teleskopów naziemnych ujawniły pierścienie otaczające kilka centaurów – asteroidy poza orbitą Jowisza – oraz mniejsze planety, w tym jajowatą.

Nawet Ziemia i Mars mogły mieć pierścienie. Jednak jak dotąd żadne badania nie zidentyfikowały ostatecznie pierścieni wokół któregokolwiek z około 300 księżyców Układu Słonecznego.

Poluj na brakujące pierścienie księżycowe

Te obserwacje doprowadziły Mario Sucerquiaastrofizyk z francuskiego uniwersytetu w Grenoble Alpes i jego współpracownicy badający, czy pierścienie księżycowe mogą być stabilne.

Badanie przeprowadzone w 2022 r., którego współautorem był już Sucerquia, wykazało, że teoretycznie Odizolowane księżyce mogą mieć wokół siebie stabilne pierścienie. Jednak w badaniu tym nie uwzględniono wpływu grawitacyjnego innych księżyców i planet.

Aby dokładniej zbadać to zjawisko, w ramach nowego badania Sucerquia wybrała pięć zestawów księżyców sferycznych i sąsiadujących z nimi planet, w tym Ziemię i Księżyc.

Dla każdego zestawu zespół dodał pierścienie do wszystkich satelitów, a następnie symulował zachowanie pierścieni na przestrzeni miliona lat, gdy były one przyciągane grawitacyjnie przez matkę Księżyc, inne pobliskie księżyce i planetę.

Aby określić stabilność pierścieni, badacze obliczyli także chaotyczny sposób przemieszczania się cząstek pierścieni na przestrzeni tysiącleci.

Naukowcy to odkryli Księżyc Ziemi miał 95% szans wspierać A stabilny układ pierścieniowy w symulacjach.

„Nie spodziewaliśmy się, że księżyce we wrogim środowisku grawitacyjnym, z wieloma innymi księżycami i planetami zakłócającymi swoje pierścienie, utrzymają stabilność” – powiedział Sucerquia w rozmowie z Live Science.

Zamiast tego „te wrogie środowiska zamiast niszczyć pierścienie, nadały im ogromne piękno, tworząc struktury w postaci pęknięć i fal, podobne do tych obserwowanych w pierścieniach Saturna” – pochwalił badacz.

Gdzie się podziały pierścienie?

Autorzy sugerują, że czynniki pozagrawitacyjne, m.in promieniowanie słoneczne I naładowane cząstki z pól magnetycznych planet macierzystych Księżyców, spowodowały rozpad poprzednich pierścieni.

Mateusza Tiscarenoplanetolog z Instytutu SETI w Kalifornii, który nie był zaangażowany w badania, powiedział Live Science, że w dłuższej perspektywie pierścienie prawdopodobnie znikną przerwane przez przyciąganie grawitacyjne samych księżyców-matek.

„Ponieważ większość księżyców w Układzie Słonecznym obraca się bardzo powoli (zachowując tę ​​samą twarz w stronę swojej planety podczas orbitowania, tak jak nasz Księżyc w stronę Ziemi), wszelkie cząstki w pierścieniach muszą krążyć wokół Księżyca znacznie szybciej niż Księżyc się obraca, – powiedział.

Dlatego przyciąganie grawitacyjne księżyców przodków przez długie okresy czasu „spowodowałoby rozpad orbit cząstek pierścienia, aż w końcu zderzyły się z powierzchnią Księżyca” – argumentował. Innymi słowy, jeśli nasz Księżyc miał kiedyś pierścienie, to zderzyły się one z powierzchnią Księżyca dawno temu.