Migrace měsíce Mimas pomáhá tvarovat Saturnovy prstence

Druhá největší planeta Sluneční soustavy, pokud se týká velikosti i hmotnosti – Saturn – je velmi známá především díky svým prstencům. Ty jsou rozděleny širokou mezerou označovanou jako Cassiniho dělení (Cassini Division), jehož vznik nebyl až do nedávné doby jednoznačně vysvětlen. Nyní astronomové z CNRS (Centre national de la recherche scientifique), Paris Observatory – PSL a University of Franche-Comté prokázali, že Saturnův měsíc Mimas se projevuje jako druh sněžného pluhu, který na dálku odsouvá stranou ledové částice, které jsou součástí prstence. Toto zjištění je výsledkem dvou studií podporovaných International Space Science Institute a francouzskou kosmickou agenturou CNES. Závěry byly publikovány v červnu 2019 v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Saturnovy prstence jsou tvořeny ledovými částicemi, jejichž oběžná rychlost se zvyšuje směrem k planetě. Cassiniho dělení je široká tmavá mezera nacházející se mezi dvěma nejjasnějšími částmi prstence označenými A a B, ve které je hustota částic podstatně nižší než uvnitř prstenců. Astronomové mají podezření na vzájemnou vazbu mezi Mimasem – jedním ze Saturnových měsíců – a mezerou. Oblast na vnitřním okraji dělení je místem, kde částice obíhají kolem Saturnu přesně dvakrát rychleji než Mimas.

Tento úkaz známý jako orbitální rezonance vytlačuje ledové částice stranou, čímž nyní dochází k relativnímu zúžení mezery. Astronomové z CNRS, Paris Observatory – PSL a University of Franche-Comté nyní prokázali, že se Mimas v minulosti pohyboval mnohem blíže k Saturnu. Od té doby působí tento měsíc jako sněžný pluh, který rozšiřuje počáteční mezeru mezi prstenci, která je v současnosti široká asi 4 800 km. Jestliže se naopak dráha měsíce Mimas vzdaluje od planety, částice se vracejí na svoji původní pozici. Spíše než jako sněžný pluh bude jeho vliv působit opačně, zastaví odstrkování sněhu a ponechá znovu rozšiřovat mezeru. Na základě počítačových simulací astronomové zjistili, že Mimas musí migrovat o více než 9 000 km během několika miliónů roků, aby vytvořil 4 800 km širokou mezeru, kterou nyní označujeme jako Cassiniho dělení.

Přirozené satelity, jako je například náš Měsíc, mají obvykle tendenci vzdalovat se od mateřské planety, než se k ní přibližovat. Aby se k planetě přibližovaly, musely by být schopné zbavovat se energie, zejména zahříváním, což by způsobilo roztavení vnitřního ledu a zeslabení jejich vnější kůry. Avšak stav kůry měsíce Mimas, která stále nese jizvy po relativně nedávných dopadech meteoritů, není ve shodě s takovouto představou. Astronomové přišli s jinou hypotézou, kterou zbývá potvrdit. Tato teorie předpokládá, že o ztrátu tepla se dělí Mimas a Enceladus, další Saturnův měsíc, a to prostřednictvím orbitální rezonance. To by mohlo mít za následek vytvoření podpovrchového oceánu, který sonda Cassini detekovala pod povrchem obou těchto satelitů.

V současné době se Mimas začíná znovu vzdalovat od planety Saturn. Podle počítačových simulací, které astronomové uskutečnili, bude Cassiniho dělení pravděpodobně zhruba za 40 miliónů roků zcela uzavřeno – zkrátka nebude existovat. Díky těmto objevům se mohou astronomové podívat na přítomnost mezer v prstencích kolem exoplanet jako na vodítko, odhalující měsíce s podpovrchovými oceány.

Data ze sondy Cassini, především z období posledních průletů mezi prstenci a planetou (tzv. Grand Finale) vedou k závěru, že stáří Saturnových prstenců je zhruba 200 miliónů roků.

Zdroj: https://scitechdaily.com/inward-migration-of-mimas-helped-shape-saturns-rings/ a https://www.universetoday.com/142516/mimas-pushes-through-saturns-rings-like-a-snowplow/

autor: František Martinek