Bildandet av Saturnus ringar har varit en av de klassiska om inte eviga frågorna inom astronomi. Men en forskare har tillhandahållit en provocerande ny teori för att svara på den frågan. Robin Canup från Southwest Research Institute har avslöjat bevis för att ringarna kom från en stor måne i Titanstorlek som förstördes när den spiralerade in i en ung Saturnus.
Under åren har olika teorier utvecklats om hur ringarna bildades runt Saturnus. De två ledande teorierna handlar om en liten måne som krossades av meteornedslag, eller tidvattenavbrott av en komet som kommer för nära Saturnus.
Men Saturnus huvudringar är ungefär 90% vattenis i massa, och eftersom bombardering av ringarna med mikrometeoroider ökar deras steninnehåll över tiden, sa Canup att ringarnas nuvarande sammansättning antyder att de i huvudsak var ren is när de bildades.
Emellertid skulle störningar av en liten måne i allmänhet leda till en blandad sten-isring, medan tidvattenavbrott av kometer skulle inträffa mycket oftare vid Jupiter, Uranus och Neptunus än vid Saturnus.
Nya insikter om naturen hos Saturnus ringar avslöjas i denna panoramamosaik av 15 bilder tagna under planetens dagjämning i augusti 2009. Bildkredit: NASA/JPL/SSI
Dessutom skulle ingen av dessa teorier förklara Saturnus inre månar, som har tillräckligt låga tätheter för att de också måste bestå av nästan ren is.
Canups nya alternativa teori är att månen i Titanstorlek med en stenig kärna och en isig mantel spiralerade in i Saturnus tidigt i solsystemets historia. Tidvattenkrafter slet av en del av den isiga manteln och fördelade den i vad som skulle bli ringarna. Men den steniga kärnan var gjord av mer hållbart material som höll ihop tills den träffade Saturnus yta. 'Slutresultatet är en ren isring,' sa Canup i en artikel i Natur .
Med tiden breder ringen ut sig och dess massa minskar, och isiga månar skapas. På grund av förändringar i det utvecklande Saturnussystemet spiralerade dessa 'avledda' månar sedan utåt snarare än inåt. På detta sätt uppstår isringar och isförstärkta inre månar som en ursprunglig biprodukt av samma process som producerar Saturnus vanliga satellitsystem, vilket gör hela processen enklare än om det skulle ha varit flera händelser.
Canup studerar formationshändelser med detaljerade datorsimuleringar, inklusive hur vår egen måne bildades.
Hon presenterade sina resultat vid American Astronomical Society's Division for Planetary Science-möte denna vecka, i Pasadena, Kalifornien, och hennes presentation var detaljerad i en artikel i Nature.
Källor: Canups abstrakt , Natur