Historien begynner oppsiktsvekkende nok med vår egen måne. Forsker Luis Alves Teodoro ved Institutt for teknologisystemer ved Universitetet i Oslo ville finne ut mer om hvordan solsystemet vårt ble til. Månen spiller en sentral del i jordas historie.
– Jeg hadde en mentor som var god i modellering. Vi begynte å lage modeller av de store strukturene i universet og oppdaget at vi ikke engang vet hvordan vårt eget solsystem har blitt til, forklarer Teodoro. – Derfor begynte vi å se på hvordan månen ble til.
En forsker ved Nasa foreslo at de også burde se på Saturns ringer. Ifølge Teodoro har teoretikere lenge antatt at ringene ble til tidlig i Saturns historie. Kanskje var ringene like gamle som Saturn selv, altså rundt fire milliarder år gamle.
Da Voyager 1 og 2 ble sendt opp, og senere Cassini-Huygens, en ubemannet romferd som skulle se på Saturn og dens måner, observerte de at ringene må være veldig unge.
– Det var en mismatch mellom teorien og observasjonene – og det er her vi kommer inn i bildet, forklarer Teodoro.
Slik kan de vite at ringene er unge
Teodoro forteller at det er flere metoder som avslører ringenes alder. Et av dem er å se på hvor «tykk» ringen er.
– Når noe spinner, blir det flatere. Ringene rundt Saturn er veldig flate. Derfor trodde teoretikerne at dette måtte ha skjedd over lang tid, men det trenger ikke være tilfelle når de er laget av is, sier Teodoro.
Se for deg en italiensk pizzabaker som spinner deigen på en finger. Spinningen gjør deigen flatere, og en tilsvarende prosess har Saturns ringer blitt utsatt for. Ringene er flere hundre tusen kilometer brede – mye bredere enn jordens omkrets, og likevel ikke mer enn rundt én kilometer tykke. At utflatingen kan skje raskere enn først antatt, skyldes at de består av is og ikke stein eller andre tyngre ting, slik forskerne trodde før.
«Nye» betyr at dinosaurene kan ha sett at de ble til
Siden ringene består av is, er det også andre momenter som avslører at de ikke kan være gamle. Teodoro forklarer at ringene antas å ha bestått av ren is i begynnelsen. Over tid har det samlet seg noe «støv», og da vil fargen på isen endre seg. Dette er noe forskerne kan måle. I tillegg til at de blir «støvete», vil noe av støvet også være en kilde til erosjon, eller nedsliping. En gammel fjelltopp kan være butt på toppen fordi vind og vær har slipt den ned over tid, mens en nyere fjelltopp er skarpere. Stadige krasj med andre partikler i rommet gjør at isen blir brutt ned, derfor mener Teodoro at de sannsynligvis ikke vil vare over tid.
– Strømmen av objekter ville ha sørget for at de ble «slipt» bort akkurat som erosjonen på en fjelltopp, forklarer Teodoro.
Siden ringene er der, må de derfor være nye. «Nye» i astronomisk forstand betyr at de er om lag 100 millioner år gamle. Det betyr at en Tyrannosaurus rex ville ha sett disse ringene bli skapt hvis den hadde hatt et teleskop.
Men hvor kommer isen fra?
Den opprinnelige teorien om ringene var at de var gamle, men observasjonene viste det motsatte. Det skapte behov for en ny teori. Derfor begynte Teodoro å regne på hva som kunne ha skjedd. Han forklarer at han og andre forskere laget en modell og gjorde en serie med simuleringer. Forskerne klarte å lage en modell som stemmer overens med det som har blitt observert. I tillegg til å forklare det vi ser, fant de også noe annet som styrker teorien:
– I tillegg til å vise at ringene kan være unge, kom vi med noen forutsigelser som kan sees i ringene, forteller han.
Modellen han har laget forutser at alt materiale i en gitt omkrets blir påvirket av Saturns tyngdekraft. Derfor vil det havne på Saturns overflate eller i ringene.
– Vi ville se hva som skjer hvis noe kommer innenfor denne radiusen. Er det en mekanisme som gjør at is kommer inn i denne radiusen? Og det er det, sier Teodoro.
Forskerne antar at selve isen har dukket opp i en kollisjon mellom to av Saturns måner. Disse månene ble helt knust i sammenstøtet.
Isen rundt Saturn består av H2O, altså vann, men forholdene i verdensrommet gjør at isen er helt annerledes:
– Det er så kaldt der ute at det endrer iskrystallene. Det gjør at isen har andre krystallegenskaper enn isen vi er vant til, sier Teodoro.
Hvorfor er det bare Saturn som har så tydelige ringer?
Teodoro forklarer at det er flere andre planeter som har spor av ringer, som Jupiter, Neptun og Uranus. Deres ringer er ikke like tydelige, og det kan skyldes andre ting:
– Ringene deres kan muligens være eldre. Grunnen til at ringene er mindre, kan være erosjon, sier Teodoro.
Likevel mener han at det er litt merkelig.
– Saturn, Jupiter, Neptun og Uranus er liknende planeter og burde ha gått gjennom den samme prosessen, mener han. – Kanskje slike ringer kan oppstå og bli borte i løpet av kort tid, altså kort tid i astronomisk sammenheng, legger han til, før han avslutter: – Astronomi er en vakker vitenskap: Du blir oppmerksom på at det er helt andre «klokker» der ute.
Artikkelen ble først publisert på Titan.uio.no
