De typerende ringen rondom Saturnus zouden slechts 100 miljoen jaar oud zijn. Dat is veel jonger dan sommige astronomen dachten.

Het is lastig om je gasreus Saturnus zonder zijn ringen voor te stellen. Maar volgens astronomen aan de UC Berkeley zou de planeet de kenmerkende eigenschap niet altijd hebben gehad. Dat bepaalde het team op basis van de door Cassini gemeten massa van het ruimtegruis in de ringen. Het onderzoek, dat onlangs werd gepubliceerd in Science, maakt een eind aan het idee dat deze ringen tegelijk met Saturnus vormden.

Lees ook: Bedankt Cassini!

Grande finale

“Eind 2017 tijdens Cassini’s laatste missie, de grande finale, programmeerde NASA de sonde om tussen Saturnus en zijn ringen te cirkelen”, legt planeetonderzoeker Yamila Miguel (Universiteit Leiden) uit. “Door die omloopbaan te analyseren, konden de wetenschappers het effect van de zwaartekracht van de ringen bepalen – en daarmee ook de massa.” Omdat oudere ringen meer ruimtegruis zouden hebben opgepikt, duidt een lagere massa op jonger materiaal.

Artist impression van Cassini in een omloopbaan tussen Saturnus en zijn ringen. © NASA/JPL-Caltech

Dat deden de astonomen door na te gaan in hoeverre de omloopbaan van Cassini als het ware ‘scheefgetrokken’ werd door de zwaartekracht van de ringen. Dat gebeurde zeer nauwkeurig; radiotelescopen op aarde maten de snelheid van het ruimtevaartuigje tot op een fractie van een millimeter per seconde. “De precisie waarmee de snelheid bepaald is,” vertelt astronoom Matthew Kenworthy (Universiteit Leiden), “is werkelijk fantastisch. Hoewel de methode niet nieuw is, zijn er nog nooit zulke nauwkeurige metingen mee gedaan. Spectaculair.”

Zo kwam het team uit op een geschatte massa van zo’n 40 procent van dat van Mimas, een van de manen van Saturnus, ongeveer 2000 maal kleiner dan onze maan. Dat zou er volgens de onderzoekers op wijzen dat de ringen relatief jong zijn; minder van 100 miljoen jaar oud en misschien zelfs een piepjonge 10 miljoen jaar. “10 miljoen jaar is wel erg jong – op een kosmische schaal”, vindt Kenworthy. “Maar dat deze ringen ‘slechts’ 100 miljoen jaar jong zijn, geloof ik absoluut.”

Mimas, een van de manen van Saturnus, heeft een diameter van zo’n 246 kilometer. Door de grote impactkrater heeft hij  wel iets weg van de Death Star uit Star Wars. © NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Golven

Het is niet de eerste keer dat men een schatting doet van de massa van Saturnus’ ringen. Tijdens eerdere studies werd de massa – en zo de leeftijd – bepaald aan de hand van een soort golven die door de ijzige ringen bewegen. “Het is een beetje te vergelijken met de rimpels die ontstaan als je een steen in de vijver gooit”, legt Kenworthy uit. “Hier worden ze veroorzaakt door de maantjes rond Saturnus. Door te kijken hoe de ringen na zo’n golf weer hun normale vorm aannamen, schatten de onderzoekers de massa.”

Men vertrouwde de golfmethode alleen niet echt. Er zouden namelijk deeltjes in de ringen kunnen zijn die niet meebewegen in die golven. “De zogenaamde density wave-methode was bij lange na niet zo nauwkeurig als de methode die in dit onderzoek werd gebruikt”, stelt Kenworthy.

Cassini schoot de plaatjes die samen deze prachtige foto van de ringen van Saturnus vormen op 25 april 2017 op zo’n 725.000 kilometer van de gasreus. © NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Discussie

“Dit onderzoek maakt een eind aan een lange discussie over de leeftijd van Saturnus’ ringen”, vertelt Miguel. “Sommige astronomen meenden dat de ringen net zo oud zijn als Saturnus, anderen dachten dat ze veel jonger waren.”

Ook Kensworthy denkt dat het onderzoek sterk bewijs levert voor jongere ringen. Hoewel hij ervan overtuigd is dat deze ringen inderdaad zo’n 100 miljoen jaar oud zullen zijn, vermoedt de astronoom dat de ringen er op een bepaalde manier altijd al waren. “Waarschijnlijk verdwijnen ze deels, worden ze weer aangevuld, raken ze weer ‘los van’ Saturnus, enzovoorts.” Of dat ook werkelijk is hoe de vork in de steel zit, is een mooi onderzoek voor in de toekomst, besluit hij.

Bronnen: Science, NASA, EurekAlert!

Beeld: NASA/JPL-Caltech/SSI

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!