Nic zatem dziwnego, że astronomowie bezustannie starają się zagłębić w historię pierścieni Saturna. W ramach najnowszego projektu badawczego zespół naukowców postanowił wykorzystać symulacje realizowane za pomocą superkomputera do odtworzenia ich pochodzenia.
Wyniki prac są zaskakujące. Okazuje się bowiem, że pierścienie, które dzisiaj wyglądają na spokojny, ustrukturyzowany dysk składający się z mniejszych i większych odłamków lodowych, mogły mieć bardzo burzliwe początki. Naukowcy przekonują bowiem, że do powstania pierścieni mogło dojść na skutek gigantycznego zderzenia dwóch księżyców. Do tego kataklizmu miałoby dojść stosunkowo niedawno, w czasach, gdy jeszcze dinozaury chodziły po powierzchni Ziemi, zaledwie kilkaset milionów lat temu.
Według symulacji obecny kształt i budowę pierścieni da się wyjaśnić zderzeniem i całkowitym zniszczeniem dwóch lodowych księżyców. Część odłamków z tego zdarzenia mogła uformować pierścienie, a część nawet przyczynić się do powstania niektórych z obecnie obserwowanych satelitów planety.
Czytaj także: Oglądaj pierścienie Saturna póki istnieją. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zbada ich przyszłość
Warto tutaj przypomnieć, że już sonda Cassini, która przez kilkanaście lat badała Saturna, jego księżyce i pierścienie z orbity wyraźnie wskazywała na to, że pierścienie są stosunkowo młodym nabytkiem Saturna w skali wieku Układu Słonecznego. Skoro wokół planety istniejącej od ponad 4,5 miliarda lat, dopiero kilkaset lat temu powstały pierścienie, ich źródłem musiała być jakaś gwałtowna i fundamentalna zmiana. Do poszukiwań wyjaśnienia tej zagadki międzynarodowy zespół naukowców postanowił wykorzystać superkomputer DiRAC na Uniwersytecie w Durham w Wielkiej Brytanii.
Zakładając, że źródłem pierścieni jest zderzenie dwóch księżyców, naukowcy postanowili stworzyć modele różnych zderzeń księżyców o różnych rozmiarach. Wykorzystanie DiRACa pozwoliło stukrotnie zwiększyć rozdzielczość modeli w stosunku do wcześniejszych badań tego typu.
Obecnie pierścienie znajdują się blisko planety, wewnątrz tak zwanej granicy Roche’a, czyli tam, gdzie sama grawitacja planety jest w stanie rozerwać większy obiekt skalny lub lodowy. Co do zasady, nieco dalej, poza granicą Roche’a krążąca wokół materii planeta może się ze sobą zlepiać, prowadząc do powstawania większych obiektów na orbicie.
Hipoteza wskazująca na zderzenie dwóch lodowych księżyców jako jedyna jak na razie jest w stanie wyjaśnić, dlaczego pierścienie składają się niemal wyłącznie z lodu, a nie ze skał.
Według badaczy kiedy lodowe księżyce zderzają się ze sobą, skaliste jądro każdego z nich siłą rzeczy znacznie mniej się rozprasza po orbicie niż pokrywający je lód.
Czytaj także: Pierścienie Saturna dziwnie się zachowują. Uwiecznił to teleskop Hubble’a
Symulacje wskazują, że do zderzenia dwóch księżyców lodowych mogło dojść wskutek kumulowania się skutków oddziaływania grawitacyjnego Słońca na orbity księżyców gazowej planety. Te niewielkie zmiany mogły doprowadzić do wepchnięcia księżyców w rezonans, w którym orbity coraz bardziej się wydłużały i nachylały do momentu, w którym doszło do przecięcia się orbit dwóch różnych księżyców.
Naukowcy zwracają tutaj uwagę na jeszcze jeden aspekt całej sprawy. Rea, jeden z księżyców Saturna krąży obecnie po orbicie, która znajduje się nieco dalej niż orbita rezonansowa. Jeżeli weźmiemy pod uwagę fakt, że księżyce z czasem oddalają się od swojej planety, to w nieodległej przeszłości Rea powinna znaleźć się na orbicie rezonansowej, i jej orbita powinna ulec nachyleniu i wydłużeniu. Tymczasem orbita Rei jest dzisiaj kołowa i płaska, co oznacza, że księżyc ten rezonansu nie doświadczył. To z kolei może oznaczać, że księżyc ten powstał stosunkowo niedawno.
Powstaje zatem pytanie o wiek innych lodowych księżyców, np. Enceladusa. Gdyby się okazało, że także i on jest bardzo młody, mogłoby to istotnie wpłynąć na prognozy dotyczące istnienia życia w jego podpowierzchniowym oceanie. Przebadanie orbit księżyców, ich składu chemicznego i wieku powinno za jakiś czas umożliwić naukowcom odtworzenie ewolucji układu Saturna od czasów sprzed zderzenia dwóch lodowych księżyców, aż po dzień dzisiejszy. Póki co, wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi.