Het machtige ringenstelsel is piepjong. En met die conclusie komt – mogelijk – nu echt een einde aan het voortdurende debat.
Al jaren debatteren wetenschappers er lustig op los: hoe oud zijn toch de ringen van de zesde planeet in ons zonnestelsel? De één beweert dat ze al miljarden jaren meegaan, terwijl de ander er zeker van is dat ze pas veel later het levenslicht zagen. Een nieuwe onderzoeksgroep heeft zich nu wederom in het onderwerp vastgebeten en komt met een standvastige conclusie: de ringen zijn veel jonger dan Saturnus zelf.
Twee theorieën
Tot voor kort bestonden er twee theorieën. De eerste stelde dat de ringen gelijktijdig met Saturnus zijn gevormd en dus al zo’n 4,5 miljard jaar oud moeten zijn. Volgens de andere theorie zouden de ringen juist heel jong zijn. Sommige onderzoekers hebben zelfs geopperd dat de ringen minder dan 100 miljoen jaar oud zijn – en mogelijk zelfs slechts 10 miljoen jaar geleden zijn ontstaan.
Schoon
Het grootste deel van de 20e eeuw geloofden wetenschappers dat de ringen gelijktijdig met Saturnus het levenslicht zagen. Dat idee kwam echter later op losse schroeven te staan. Als ze namelijk heel oud zijn, zouden ze ‘door botsingen met meteoroïden veel meer vervuild zijn geweest’, zo luidde het argument. Studies suggereerden dat de ringen stoffig materiaal van de meteoroïden zouden hebben geabsorbeerd en dus geleidelijk aan donkerder moeten zijn geworden. Maar kijken we naar het ringenstelsel van Saturnus, dan zien we dat deze juist heel helder oogt. Ze lijken wel sprankelend schoon. Waarnemingen suggereren dat de ringen uit ongeveer 98 procent zuiver waterijs bestaan, met slechts een kleine hoeveelheid rotsachtige materie. “Het is bijna onmogelijk om met zoiets schoons te eindigen,” zegt onderzoeker Sascha Kempf.
Stof
Hij en zijn collega’s hebben de ringen van Saturnus nu in een nieuwe studie nogmaals onder de loep genomen. Ze bestudeerden hoe snel stof zich heeft opgehoopt – een beetje alsof je schat hoe oud een huis is door met je vinger over de stoflaag op de vensterbank te strijken. “Denk aan de ringen als het tapijt in je huis,” schetst Kempf. “Als je een nieuw tapijt hebt liggen, zal na verloop van tijd stof ophopen. Hetzelfde geldt voor Saturnus’ ringen.”
Cassini
Kleine korreltjes rotsachtig materiaal zweven eigenlijk constant door het zonnestelsel. En in sommige gevallen kan een dun laagje stof neerdalen op planetaire lichamen, ook op het ijs waaruit de ringen van Saturnus bestaan. De onderzoekers bestudeerden gegevens die tussen 2004 en 2017 verzameld zijn met de Cosmic Dust Analyzer, een instrument aan boord van NASA’s overleden Cassini-ruimtevaartuig, om stofdeeltjes te analyseren die rond Saturnus vlogen. De Cosmic Dust Analyzer, die een beetje de vorm had van een emmer, schepte deeltjes op terwijl ze voorbij suisden. Over een tijdspanne van dertien jaar heeft het instrument 163 stofdeeltjes verzameld. Uiteindelijk slaagde het team er op deze manier in de leeftijd van Saturnus’ ringen te achterhalen. En op basis van hun berekeningen liggen de ringen van de gasreus pas een paar honderd miljoen jaar stof te vangen.
Definitieve leeftijd bepaald
Met andere woorden: de ringen van de planeet zijn opmerkelijk jong. Zo zijn ze waarschijnlijk niet meer dan 400 miljoen jaar oud, wat in kosmische termen echt een oogwenk is. Dat maakt de ringen veel jonger dan Saturnus zelf, die zoals gezegd ondertussen al 4,5 miljard jaar op de teller heeft staan. “We weten nu ongeveer hoe oud de ringen zijn,” aldus Kempf. “Maar dat lost geen van onze andere vragen op. We weten bijvoorbeeld nog steeds niet hoe deze ringen in de eerste plaats zijn ontstaan.”
Ondertussen zijn onderzoekers al meer dan 400 jaar in de ban van Saturnus’ ogenschijnlijk doorzichtige ringen. In 1610 observeerde de Italiaanse astronoom Galileo Galilei ze voor het eerst door een telescoop, hoewel hij niet wist wat ze waren (op de originele tekeningen van Galileo lijken de ringen een beetje op de handvatten van een waterkan). In de jaren 1800 concludeerde James Clerk Maxwell, een wetenschapper uit Schotland, dat de ringen van Saturnus niet massief konden zijn, maar uit veel afzonderlijke delen bestaan. Tegenwoordig weten we dat Saturnus zeven ringen herbergt die bestaan uit ontelbare brokken ijs, de meeste niet groter dan een rotsblok op aarde. Alles bij elkaar weegt dit ijs ongeveer half zoveel als de Saturnusmaan Mimas. De ringen strekken zich uit tot zo’n 280.000 kilometer afstand vanaf het oppervlak.
Heel veel tijd om daar nog achter te komen, hebben we misschien niet. Want mogelijk zijn de ringen al aan het verdwijnen. Een eerdere studie suggereerde dat het ijs langzaam op de planeet regent. En als dit in het huidige tempo doorzet, hebben de ringen nog hooguit 100 miljoen jaar te leven.
Te mooi om waar te zijn
“Dat de ringen van Saturnus dus precies in deze tijd te zien zijn, en Galileo en het Cassini-ruimtevaartuig ze hebben kunnen waarnemen, lijkt bijna te mooi om waar te zijn,” zegt Kempf. Het vraagt dan ook om een sluitende verklaring voor hoe de ringen überhaupt zijn gevormd. Sommige wetenschappers vermoeden dat het machtige ringstelsel ontstond toen de planeet door middel van zijn zwaartekracht één van zijn manen vermorzelde. Maar of dat klopt, zal nog verder moeten worden bestudeerd.
Hoewel de onderzoekers nu een antwoord hebben op een vraag die wetenschappers al meer dan een eeuw bezighoudt, is het laatste woord over Saturnus’ ringen zeker nog niet gezegd. “Als de ringen van korte duur zijn, waarom zien we ze dan nu?” vraagt Kempf zich hardop af. “Het is te veel geluk.”
