Vorig jaar leek het debat beslecht: de ringen van Saturnus zouden piepjong zijn. Maar nu werpen onderzoekers opnieuw twijfels op.
Al jaren voeren wetenschappers een levendig debat over de leeftijd van de ringen van de zesde planeet in ons zonnestelsel. De één gelooft dat ze al miljarden jaren oud zijn, terwijl de ander ervan overtuigd is dat ze veel later zijn ontstaan. Vorig jaar probeerden onderzoekers deze vraag voor eens en altijd te beantwoorden, met de conclusie dat de ringen opmerkelijk jong zijn. Maar een nieuwe groep wetenschappers is daar niet zo zeker van. Volgens hen zijn de ringen veel ouder, maar behouden ze dankzij een complex proces een jeugdig uiterlijk.
Twee theorieën
Het grootste deel van de 20e eeuw geloofden wetenschappers dat de ringen gelijktijdig met Saturnus het levenslicht zagen. “Zo’n 4,5 miljard jaar geleden, toen Saturnus werd gevormd, was het zonnestelsel veel chaotischer”, legt onderzoeker Ryuki Hyodo in gesprek met Scientias.nl uit. “In deze chaotische tijd bewogen en botsten veel grote planeten door het zonnestelsel, wat de kans vergrootte dat er een gebeurtenis plaatsvond die de vorming van Saturnus’ ringen zou kunnen verklaren.” Dat idee kwam echter later op losse schroeven te staan. Als de ringen echt zo oud zijn, zouden ze door de voortdurende botsingen met meteoroïden veel meer vervuild moeten zijn, zo luidde het argument. Studies wezen erop dat de ringen stof en materiaal van de meteoroïden zouden hebben geabsorbeerd en daardoor geleidelijk donkerder zouden moeten worden. “Toen het Cassini-ruimtevaartuig Saturnus in 2004 bereikte, bleek echter dat de ringen opvallend helder en schoon zijn”, aldus Hyodo. “Dit wees er juist weer op dat de ringen relatief jong moesten zijn, hoogstwaarschijnlijk maar een paar honderd miljoen jaar oud.”
400 miljoen jaar oud
Vorig jaar beten onderzoekers zich wederom in het onderwerp vast. Ze bestudeerden met behulp van gegevens van Cassini die tussen 2004 en 2017 zijn verzameld stofdeeltjes die rond Saturnus vlogen. Uiteindelijk slaagde het team er op deze manier in de leeftijd van Saturnus’ ringen te achterhalen. En zij constateerden dat de ringen van Saturnus opmerkelijk jong zijn. Zo zijn ze waarschijnlijk niet meer dan 400 miljoen jaar oud, wat in kosmische termen echt een oogwenk is.
Afgesloten… of niet?
Met deze conclusie leek het debat afgesloten, maar niets blijkt minder waar. In de nieuwe studie heeft Hyodo zich met zijn collega’s opnieuw over de ringen van Saturnus gebogen. En nu stellen zij dat, hoewel de ringen er schoon en jong uitzien, ze misschien toch net zo oud zijn als de planeet zelf.
Het proces
In de studie simuleerden de onderzoekers botsingen tussen micrometeorieten en ijzige ringdeeltjes met behulp van computermodellen. “We ontdekten dat micrometeorieten worden aangetrokken door de zwaartekracht van Saturnus en versnellen naar de ringen”, legt Hyodo uit. “Bij een snelle inslag (meer dan 25 km/s) verdampt het materiaal volledig.” De damp zet uit, koelt af en condenseert vervolgens binnen het magnetische veld van Saturnus, waardoor geladen nanodeeltjes en ionen ontstaan. Volgens de simulaties botsen deze geladen deeltjes vervolgens met Saturnus, worden ze in zijn atmosfeer gezogen of ontsnappen ze zelfs volledig aan de zwaartekracht van de planeet. Hierdoor wordt slechts een klein deel van dit materiaal op de ringen afgezet, waardoor ze relatief schoon blijven. Dit betekent dat de ringen van Saturnus eigenlijk miljarden jaren oud kunnen zijn, maar er toch jong uit blijven zien.
Jeugdig uiterlijk
Kortom, de ijzige ringen van Saturnus zouden wel eens veel ouder kunnen zijn dan ze eruitzien, dankzij hun vermogen om vervuiling door inslagen van rotsachtig puin te weerstaan. “We hebben een proces ontdekt waardoor de micrometeorieten zich niet ophopen op de ringen, wat voorkomt dat de ringen effectief donkerder worden”, verduidelijkt Hyodo. “Dus, hoewel de ringen er nu schoon en fris uitzien, betekent dat niet dat ze jong zijn. Onze resultaten tonen aan dat de ringen van Saturnus miljarden jaren schoon en fris kunnen blijven. Daarom denk ik dat de ringen waarschijnlijk veel ouder zijn dan we aanvankelijk dachten.”
Uranus en Neptunus
De bevindingen suggereren dat de ringen van Saturnus dus toch weer heel goed even oud kunnen zijn als de planeet zelf. Hyodo vermoedt dat een soortgelijk proces misschien ook wel plaatsvindt bij de ringen van Uranus en Neptunus. “We hopen dan ook dat onze studie de basis zal vormen voor veel toekomstig onderzoek”, zegt hij.
Met deze studie wil de onderzoeker ook een ander belangrijk punt maken: “een schone uitstraling betekent dus niet per se dat iets jong is”, benadrukt hij. “Het is net als bij sommige mensen die er jong uitzien, maar in werkelijkheid niet zo jong zijn. Ik denk dan ook dat dit een belangrijk inzicht is voor toekomstige verkenningsmissies: laat je niet zomaar misleiden door de eerste indruk.”
