Tín dụng hình ảnh: NASA / JPL
Nghiên cứu mới của Đại học Colorado cho thấy việc tái chế vật liệu có thể kéo dài tuổi thọ của một hệ thống vành đai, chẳng hạn như những người xung quanh Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương. Bây giờ, nó tin rằng họ là đống gạch vụn được thu thập một cách lỏng lẻo, kéo vật liệu ra khỏi các vòng và sau đó đưa nó trở lại khi chúng va chạm với một vật thể khác. Tàu vũ trụ NASA Cass Cassini hiện đang trên đường tới Sao Thổ và sẽ cung cấp thêm thông tin chi tiết khi đến vào tháng 7/2004.
Mặc dù các vành đai xung quanh các hành tinh như Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương tương đối ngắn, bằng chứng mới cho thấy việc tái chế các mảnh vỡ trên quỹ đạo có thể kéo dài tuổi thọ của những chiếc nhẫn như vậy, theo các nhà nghiên cứu của Đại học Colorado.
Bằng chứng mạnh mẽ hiện nay ngụ ý các mặt trăng nhỏ gần các hành tinh khổng lồ như Sao Thổ và Sao Mộc về cơ bản là đống gạch vụn, theo Larry Esposito, giáo sư tại Phòng thí nghiệm Vật lý Khí quyển và Không gian của CU-Boulder. Những cơ thể nhỏ được tái cấu trúc này là nguồn nguyên liệu cho các vòng hành tinh.
Tính toán trước đây của Chuyên gia nghiên cứu Esposito và LASP Joshua Colwell cho thấy thời gian sống ngắn của những mặt trăng như vậy ngụ ý rằng hệ mặt trời đã gần hết tuổi nhẫn. Esposito cho biết, những kết quả không hấp dẫn về mặt triết học này có thể không thực sự mô tả hệ mặt trời của chúng ta và các vành đai có thể bao quanh các hành tinh ngoài mặt trời khổng lồ. Các tính toán mới của chúng tôi về các mô hình giải thích việc bao gồm tái chế có thể kéo dài tuổi thọ của các vòng và mặt trăng.
Các quan sát từ các sứ mệnh không gian Voyager và Galileo cho thấy một loạt các vòng bao quanh mỗi hành tinh khổng lồ, bao gồm Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương. Các vòng được trộn trong mỗi trường hợp với các mặt trăng nhỏ.
Esposito nói rõ ràng rằng các mặt trăng nhỏ không chỉ điêu khắc các vòng qua trọng lực của chúng mà còn là cha mẹ của vật liệu nhẫn. Trong mỗi hệ thống vành đai, các quá trình phá hủy như mài, tối và lan rộng đang diễn ra nhanh đến mức các vòng phải trẻ hơn nhiều so với các hành tinh mà chúng khoanh tròn.
Các mô hình số của Esposito và Colwell từ năm 1990 đã cho thấy một thác va chạm, một nơi mà một hành tinh Mặt trăng bị phá vỡ thành các mặt trăng nhỏ hơn khi bị thiên thạch hoặc sao chổi tấn công. Các mảnh vỡ sau đó bị vỡ tan để tạo thành các hạt trong các vòng mới. Những chiếc nhẫn sau đó được nghiền thành bụi, bị cuốn đi.
Nhưng theo Colwell, thì Một số mảnh vỡ tạo nên những chiếc nhẫn có thể được bồi đắp lại thay vì bị nghiền thành bụi. Bằng chứng mới cho thấy một số mảnh vỡ đã tích tụ thành mặt trăng hoặc mặt trăng thay vì biến mất do xói mòn do va chạm.
Quy trình này đã được tiến hành nhanh chóng, Esposito nói. Nhẫn Chiếc nhẫn điển hình trẻ hơn vài trăm triệu năm, chớp mắt so với các hành tinh đã 4,5 tỷ năm tuổi. Câu hỏi đặt ra một cách tự nhiên tại sao nhẫn vẫn tồn tại, để được chụp ảnh trong vinh quang như vậy bằng cách truy cập tàu vũ trụ của con người đã đến gần đây trên hiện trường, ông nói.
Câu trả lời bây giờ có vẻ là tái chế vũ trụ, ông Esposito nói. Mỗi khi một mặt trăng bị phá hủy bởi một tác động vũ trụ, phần lớn vật chất được giải phóng bị bắt bởi các mặt trăng khác gần đó. Những mặt trăng tái chế này thực chất là những bộ sưu tập đá vụn, nhưng bằng cách tái chế vật liệu thông qua một loạt các mặt trăng nhỏ, tuổi thọ của hệ thống vòng có thể dài hơn chúng ta nghĩ ban đầu.
Esposito và cựu cộng tác viên nghiên cứu LASP Robin Canup, hiện tại với chi nhánh của Viện nghiên cứu Tây Nam, ông Boulder, đã cho thấy qua mô hình máy tính rằng các mảnh nhỏ hơn có thể được chiếm lại bởi các mặt trăng khác trong hệ thống. Nếu không có sự tái chế này, những chiếc nhẫn và mặt trăng sẽ sớm biến mất, Esposito nói.
Nhưng với việc tái chế nhiều hơn, tuổi thọ dài hơn, Esposito nói. Với hầu hết các vật liệu được tái chế, như bây giờ dường như là trường hợp trong hầu hết các vòng, tuổi thọ được kéo dài bởi một yếu tố lớn.
Esposito cho biết, mặc dù các vành đai và mặt trăng riêng lẻ mà chúng ta thấy hiện nay là phù du, nhưng hiện tượng này vẫn tồn tại hàng tỷ năm quanh Sao Thổ. Các tính toán trước đây đã bỏ qua các tác động tập thể của các mặt trăng khác trong việc mở rộng sự bền bỉ của các vòng bằng cách thu hồi và tái chế vật liệu vòng.
Esposito, nhà điều tra chính trên máy quang phổ trị giá 12 triệu đô la trên tàu vũ trụ Cassini dự kiến đến Sao Thổ vào tháng 7 năm 2004, sẽ xem xét kỹ các quá trình cạnh tranh của sự hủy diệt và bắt lại trong vòng Saturn tựa F để xác nhận và định lượng lời giải thích này. Esposito đã phát hiện ra chiếc nhẫn F sử dụng dữ liệu từ sứ mệnh của NASA Voy Voyager 2 đến các hành tinh bên ngoài được phóng vào năm 1978.
Nguồn gốc: Thông cáo báo chí của Đại học Colorado
