Saturnuksen F-renkaan arvoitus ratkesi

Saturnuksen renkaat

Aurinkokunnan toiseksi suurimman planeetan renkaat erottuvat helposti jo pienellä kaukoputkella, mutta niiden monimuotoisuus paljastui vasta luotainten välittämistä kuvista.

Vuonna 1979 Saturnuksen ohitti Pioneer 11, joka löysi päärenkaiden ulkopuolelta kapean F-renkaan. Sen leveys on vain joitakin satoja kilometrejä, ja sen hiukkasia pitää aisoissa kaksi "paimenkuuta", Prometheus ja Pandora.

Voyager- ja Cassini-luotainten tekemät, paljon tarkemmat havainnot eivät tuoneet selvyyttä F-renkaan syntyyn, ja pitkään on väitelty jopa siitä, kuinka paljon Saturnuksen koko rengasjärjestelmällä on ikää.  

Nykyisin vallitseva käsitys on, että renkaat ovat hyvin vanhat. Hyodo Ryukin ja Ohtsuki Keijin tekemän tutkimuksen mukaan F-rengas on peräisin renkaiden muinaisen syntyprosessin loppuvaiheista.

Jo miljardeja vuosia sitten syntyneissä renkaissa oli alkujaan paljon enemmän erikokoisia kappaleita kuin nykyisin. Niitä kertyi pieniksi kuiksi erityisesti renkaiden ulkoreunalle.

Cassini-luotaimen havaintojen mukaan näillä renkaiden reuna-alueiden kuilla on höttöisestä olemuksestaan huolimatta tiheä ydin. Japanilaistutkijoiden tekemien simulaatioiden perusteella F-rengas ja sen paimenkuut ovat syntyneet, kun nämä pienet kuut törmäilivät toisiinsa ja osittain hajosivat. 

Törmäysten seurauksena tiheitä ytimiä peittänyt pöly levisi avaruuteen, mutta jäljelle jääneet entistä pienemmät kuut paimensivat pölyhiukkaset kapeaksi ja tarkkarajaiseksi renkaaksi.

Tutkimustulos auttaa ymmärtämään planeettoja ympäröivien renkaiden syntyä yleisemminkin. Esimerkiksi Uranuksen kapeiden renkaiden muodostamassa järjestelmässä on paimenkuita samaan tapaan kuin Saturnuksella, joten niiden syntyprosessikin on todennäköisesti ollut samanlainen.

"Tutkimuksellamme onnistuimme osoittamaan, että Saturnuksen nykyiset renkaat kertovat planeetan kuiden synnystä ja kehityksestä", Hyodo arvioi.

Tutkimuksesta kerrottiin Koben yliopiston uutissivulla ja se on julkaistu Nature Geoscience -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: NASA/JPL/Space Science Institute