הטבעות הקפואות של שבתאי יכולות להיות עתיקות בהרבה מכפי שהן נראות, בשל עמידותן לזיהום מפגיעות עם פסולת סלעית.
Hyodoet al. מציעים שהצעירות הנראית לעין של הטבעות של שבתאי עשויה להיות עקב עמידות לזיהום, ולא מעידה על גיל היווצרות צעיר. קרדיט תמונה: נאס"א / ESA / האבל / א. סיימון, מרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א / MH Wong, אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי / צוות OPAL.
פעם נחשבו עתיקים, אולי נוצרו במקביל לכוכב הלכת עצמו - לפני כ-4.5 מיליארד שנים.
עם הזמן, השפעות עם מיקרו-מטאורואידים נחשבות למלוכלכות ולהכהות את חלקיקי הסלע והקרח המרכיבים את הטבעות.
עם זאת, כאשר חללית קאסיני של נאס"א הגיעה לשבתאי ב-2004, היא הבחינה שהטבעות של שבתאי נראות בהירות ונקיות יחסית.
"הטבעות של שבתאי היולהיות צעירים עד 100 עד 400 מיליון שנים על פי ההשערה שהפצצת מיקרומטאורואידית לא קפואה פועלת להכהות את הטבעות לאורך זמן ותצפית קאסיני הראתה שחלקיקי הטבעת נראים נקיים יחסית", אמר ד"ר ריוקי היודו. מהמכון למדע טוקיו ועמיתיו.
"הערכות גיל צעירות אלו מניחות שהטבעות נוצרו מחלקיקי קרח מים טהורים עם יעילות צבירה גבוהה של פגיעה בחומר מיקרו-מטאורואיד לא קפוא."
במחקר החדש, החוקרים דימו התנגשויות בין מיקרו-מטאורואידים וחלקיקי טבעת קפואים באמצעות מודלים ממוחשבים.
הם גילו שפגיעות במהירות גבוהה יכולות להוביל לאידוי המיקרו-מטאורואידים, כאשר האדים מתרחבים, מתקררים ומתעבים בתוך השדה המגנטי של שבתאי ליצירת ננו-חלקיקים ויונים טעונים.
הדמיות של הצוות גילו שחלקיקים טעונים אלה מתנגשים בשבתאי, נגררים לאטמוספירה שלו, או בורחים לחלוטין מכוח הכבידה של כוכב הלכת.
כתוצאה מכך, המדענים מציעים שמעט מאוד מהחומר הזה מופקד על הטבעות, מה ששומר על מצב נקי יחסית.
הם מציעים שרמות נמוכות מאוד של זיהום עשויות לגרום לכך שהטבעות של שבתאי הן למעשה בנות מיליארדי שנים ופשוט שומרות על מראה צעיר יותר.
למרות שדרוש מחקר נוסף, תהליך זה עשוי להתרחש גם בטבעות של אורנוס ונפטון, כמו גם בירחים קפואים סביב כוכבי לכת ענקיים.
"השפעות במהירות גבוהה המובילות ליצירת ננו-חלקיקים ויונים טעונים עלולות להתרחש במקומות כמו הטבעות האוראניות והנפטוניות וירחים קפואים סביב כוכבי לכת ענקיים", אמרו המחברים.
"אמנם מנגנון זה עשוי שלא לשנות את הרכב התפזורת של המטרה המושפעת, אך הוא מצביע על כך שהרכב פני השטח עשוי להשתנות."
"בנוסף, ייתכן שחומר חדש ממפגעים לא ישולבו ביעילות בטבעות או במשטחים של ירחים, אלא מועברים למקום אחר."
"לכן, ניתן לייחס את ההבדלים המרכיבים הגדולים שנצפו במערכות הטבעות השונות בין כוכבי הלכת הענקים לתהליכי היווצרותם, למשל, כאשר חומרי בניין מגיעים מבחוץ של המערכת, ולא לדינמיקה שלאחר היווצרות."
הלִלמוֹדפורסם השבוע בכתב העתמדעי הגיאוגרפיה של הטבע.
_____
ר' היודוet al. עמידות לזיהום של חלקיקי הטבעת של שבתאי במהלך פגיעת מיקרומטאורואיד.נאט. Geosci, פורסם באינטרנט ב-16 בדצמבר 2024; doi: 10.1038/s41561-024-01598-9
