Hãy thử tưởng tượng Sao Thổ không có các vành đai đặc biệt của nó. Bây giờ hãy tưởng tượng hai mặt trăng băng lớn ngày càng gần nhau hơn cho đến khi – bùm. sự hỗn loạn. Những gì đã rắn bây giờ là chất lỏng. Những mảnh kim cương rải rác trong bóng tối. Nhiều mảnh băng giá rơi gần Sao Thổ, ở lại đó và đồng loạt nhảy múa xung quanh hành tinh khí khổng lồ, cuối cùng tạo thành những chiếc đĩa nặng và tráng lệ của cơ thể.

Cảnh tượng tuyệt vời này là một phần trong nỗ lực giải đáp một trong những bí ẩn lớn nhất của hệ mặt trời: các vành đai của Sao Thổ đến từ đâu và chúng được hình thành khi nào?

Một nghiên cứu được công bố trong tuần này trên Tạp chí vật lý thiên văncó xu hướng cho rằng chúng không phải hàng tỷ năm tuổi mà được tạo ra trong quá khứ thiên văn gần đây – có lẽ do sự va chạm của hai khiêm tốn kích cỡ Những mặt trăng có đốm băng chỉ cách đây vài trăm triệu năm.

“Tôi chắc chắn sẽ rất thú vị nếu biết liệu khủng long có kính viễn vọng đủ tốt hay không,” ông nói. Jacob Kegerismột nhà khoa học nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA ở Mountain View, California, là một trong những tác giả của nghiên cứu.

Tiến sĩ Kegeris và các đồng nghiệp của ông đã thử nghiệm giả thuyết các vòng trẻ hơn bằng cách sử dụng nghiên cứu được phân phối ở Anh bằng cách sử dụng cơ sở máy tính tiên tiến. Hệ thống siêu máy tính này cho phép các nhà nghiên cứu tái hiện lại thảm họa này nhiều lần một cách chi tiết hơn cũng như những ảnh hưởng tức thời của nó và họ nhận thấy câu chuyện về nguồn gốc này là hợp lý.

Mô phỏng của nhóm có thể giúp các nhà khoa học nghiên cứu nguồn gốc không chỉ của các vành đai Sao Thổ mà của tất cả các thế giới. Ông nói, Sao Thổ, với vô số mặt trăng của nó, “có thể được coi là một hệ mặt trời nhỏ”. Scott Sheppard, một nhà thiên văn học tại Viện Khoa học Carnegie ở Washington, người không tham gia vào nghiên cứu mới. “Sao Thổ là một phòng thí nghiệm lý tưởng để tìm hiểu cách các hành tinh và mặt trăng hình thành.”

Sao Thổ 4,5 tỷ năm tuổi, gần như già hơn Mặt trời. Các vành đai của nó được cho là có niên đại tương tự cho đến khi tàu vũ trụ Cassini nghiên cứu kỹ hành tinh này trong 13 năm. Trải qua hàng tỷ năm, nó sẽ chứa đầy những mảnh vụn không gian bụi bặm khác. Nhưng những vòng băng xuất hiện Rất sáng bóng và sạch sẽ Trở nên nguyên thủy.

Điều này cùng với những bằng chứng khác đã thuyết phục nhiều nhà khoa học nghiên cứu về Sao Thổ rằng các vành đai xuất hiện cách đây vài trăm triệu năm. Nếu chúng không xuất hiện trong thời kỳ hỗn loạn của hệ mặt trời sơ khai khi các vật thể lớn thường xuyên va chạm, thì chúng đã hình thành vào những ngày tương đối yên bình của quá khứ thiên văn gần đây. nhưng bằng cách nào?

Sao Thổ hiện có ít nhất 145 mặt trăng và có thể còn nhiều hơn nữa trước khi nó phát triển các vành đai. Các nhà khoa học tin rằng lực hấp dẫn khổng lồ của Mặt trời có thể đã dần dần làm mất ổn định một số quỹ đạo của mặt trăng. Nó lên đến đỉnh điểm trong sự va chạm của hai mặt trăng.

Nghiên cứu mới cho thấy một vụ va chạm giữa hai vệ tinh băng giá sẽ khiến rất nhiều hoa giấy đông lạnh phát nổ về phía Sao Thổ. Nếu lớp băng này vượt qua và vượt quá giới hạn Roche – giới hạn mà lực hấp dẫn của thủy triều của hành tinh khiến các mặt trăng vỡ ra – thì nó sẽ có cơ hội hình thành những vành đai đó.

Các mảnh còn lại sau mức tối đa có thể đã va chạm với các vệ tinh khác, làm chúng phân tán và giải phóng nhiều vật chất hơn, loại có thể kết tụ lại với nhau để tạo thành các mặt trăng mới sinh.

Không rõ mặt trăng nào hiện nay được coi là tương đối thiếu niên. Nhưng RheaMột ví dụ về điều này có thể là vệ tinh lớn thứ hai của Sao Thổ sau Titan. Nếu nó già hơn, nó sẽ sống dưới lực hấp dẫn khác và quỹ đạo của nó sẽ bị lệch nhiều hơn. Nhưng thay vào đó, Rhea tròn và phẳng, cho thấy nó được hình thành rất gần đây – có lẽ được chế tạo từ vật liệu được phát hành gần đây để tạo ra Mặt trăng.

Một số mặt trăng của Sao Thổ có thể chứa các đại dương dưới bề mặt có thể sinh sống được. Nhưng nếu những mặt trăng đó trẻ hơn người ta nghĩ thì khả năng này có thể giảm đi.

Tiến sĩ Kegeris nói: “Chúng tôi vẫn không biết cơ hội để sự sống phát triển ở đó là bao nhiêu”. Nhưng nếu một số mặt trăng này trẻ hơn các nhà khoa học nghĩ, điều đó có thể làm giảm cơ hội có sự sống ở đó.

Cuộc tranh luận kéo dài về nguồn gốc quầng sáng của Sao Thổ sẽ không được giải quyết bằng nghiên cứu này. Nhưng ông nhấn mạnh rằng nhẫn là phù du và luôn thay đổi chứ không phải là đồ trang sức tĩnh tại.

Tiến sĩ Kegeris nói: “Cho dù đó là Sao Thổ hay nơi nào khác, tôi nghĩ thật thú vị khi biết hệ mặt trời có sự thay đổi ấn tượng như thế nào”.