Iedereen die op zoek is naar andere dingen uit de begintijd van het zonnestelsel, kan ze waarschijnlijk allemaal op één plek vinden: het Saturnus-systeem. Een nieuwe analyse van gegevens van het Cassini-ruimtevaartuig suggereert dat de manen en ringen van Saturnus "oudheden" zijn rond de tijd van het allereerste begin van ons zonnestelsel.
"Het bestuderen van het Saturnische systeem helpt ons de chemische en fysische evolutie van ons hele zonnestelsel te begrijpen", zegt Cassini-wetenschapper Gianrico Filacchione, van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica. "We weten nu dat het begrijpen van deze evolutie niet alleen het bestuderen van een enkele maan of ring vereist, maar het samenvoegen van de relaties die deze lichamen met elkaar verweven zijn."
De ringen, manen, maantjes en ander puin dateren van meer dan 4 miljard jaar. Ze zijn van rond de tijd dat de planetaire lichamen in onze buurt zich begonnen te vormen uit de protoplanetaire nevel, de wolk van materiaal die nog steeds in een baan om de zon draait na zijn ontsteking als een ster.
Gegevens van Cassini's visuele en infrarood mapping spectrometer (VIMS) hebben onthuld hoe waterijs en ook kleuren - dat zijn de tekenen van niet-water en organische materialen - worden verspreid door het Saturnian systeem. De gegevens van de spectrometer in het zichtbare deel van het lichtspectrum laten zien dat kleuren op de ringen en manen over het algemeen alleen maar huiddiep is.
Met behulp van zijn infraroodbereik detecteerde VIMS ook overvloedig waterijs - te veel om te zijn afgezet door kometen of andere recente middelen. Dus de auteurs leiden hieruit af dat de waterijsjes zich moeten hebben gevormd rond de tijd van de geboorte van het zonnestelsel, omdat Saturnus om de zon draait voorbij de zogenaamde 'sneeuwgrens'. Buiten de sneeuwgrens, in het buitenste zonnestelsel waar Saturnus verblijft, is de omgeving bevorderlijk voor het behoud van waterijs, zoals een diepvriezer. Binnen de 'sneeuwgrens' van het zonnestelsel is de omgeving veel dichter bij de warme gloed van de zon en verdwijnen ijs en andere vluchtige stoffen gemakkelijker.
Het gekleurde patina op de ringdeeltjes en manen komt ongeveer overeen met hun locatie in het Saturnus-systeem. Voor Saturnus 'binnenste ringdeeltjes en manen heeft waterijsstraal van de geiser-maan Enceladus een witmakend effect.
Verderop ontdekten de wetenschappers dat de oppervlakken van de manen van Saturnus in het algemeen roder waren naarmate ze verder van Saturnus af draaiden. Phoebe, een van de buitenste manen van Saturnus en een object dat vermoedelijk afkomstig is uit de verre Kuipergordel, lijkt roodachtig stof af te werpen dat uiteindelijk het oppervlak van nabijgelegen manen, zoals Hyperion en Iapetus, doorkruist.
Een regen van meteoroïden van buiten het systeem lijkt sommige delen van het hoofdringsysteem - met name het deel van de hoofdringen dat bekend staat als de B-ring - een subtiele roodachtige tint te hebben gegeven. Wetenschappers denken dat de roodachtige kleur geoxideerd ijzer - roest - of polycyclische aromatische koolwaterstoffen kan zijn, die voorlopers kunnen zijn van complexere organische moleculen.
Een van de grote verrassingen van dit onderzoek was de soortgelijke roodachtige verkleuring van de aardappelvormige maan Prometheus en nabijgelegen ringdeeltjes. Andere manen in het gebied waren witter.
"De vergelijkbare roodachtige tint suggereert dat Prometheus is gemaakt van materiaal in de ringen van Saturnus", zegt co-auteur Bonnie Buratti, een VIMS-teamlid van het Jet Propulsion Laboratory van de NASA, Pasadena, Californië. "Wetenschappers hadden zich afgevraagd of ringdeeltjes vast konden zitten samen om manen te vormen - aangezien de dominante theorie was dat de ringen in feite afkomstig waren van satellieten die werden verbroken. De kleur geeft ons een solide bewijs dat het ook andersom kan werken. ”
"Het observeren van de ringen en manen met Cassini geeft ons een geweldig overzicht in vogelvlucht van de ingewikkelde processen die in het Saturnus-systeem aan het werk zijn, en misschien ook in de evolutie van planetaire systemen", zegt Linda Spilker, Cassini-projectwetenschapper, gevestigd bij JPL . "Hoe een object eruit ziet en hoe het evolueert, hangt sterk af van locatie, locatie, locatie."
Het artikel van Filacchione is gepubliceerd in het Astrophysical Journal.
Bron: JPL
