Nieuw onderzoek suggereert dat de iconische ringen van Saturnus en twee van zijn belangrijkste manen – Titan en Hyperion – het resultaat kunnen zijn van een catastrofale botsing tussen twee oude proto-manen honderden miljoenen jaren geleden. De bevindingen, gepubliceerd in het Planetary Science Journal, stellen lang gekoesterde aannames over de stabiliteit van het systeem van Saturnus ter discussie en bieden een overtuigende verklaring voor zijn onverwacht jonge leeftijd.
Een jong en rusteloos Saturnisch systeem
Decennia lang hebben wetenschappers zich verbaasd over de relatief recente vorming van de ringen van Saturnus, die naar schatting slechts een paar honderd miljoen jaar oud zijn. Dit is verrassend jong gezien de 4,5 miljard jaar oude geschiedenis van de planeet. Het nieuwe model stelt dat deze jeugdigheid geen anomalie is, maar eerder een bewijs van een dramatische omwenteling die het hele systeem opnieuw heeft vormgegeven.
De sleutel tot deze theorie ligt in de eigenaardige baan van Hyperion, een kleine, onregelmatig gevormde maan die in een 4:3 orbitale resonantie met Titan zit. Simulaties laten zien dat Titan met ongeveer 4-5% naar buiten is bewogen sinds de twee door de zwaartekracht gebonden raakten. Dit suggereert dat de huidige configuratie niet primordiaal is, maar het resultaat van recente dynamische veranderingen.
De verloren maan en de groei van Titan
Het onderzoeksteam, geleid door Matija Ćuk van het SETI Instituut, stelt dat er ooit een derde middelgrote maan, genaamd “proto-Hyperion”, tussen Titan en Iapetus heeft bestaan. Terwijl de baan van Titan zich uitbreidde, raakte deze extra maan in chaos en kwam uiteindelijk in botsing met Titan.
Deze botsing zou niet zomaar een eenmalige gebeurtenis zijn geweest. Het zou een al lang bestaande spin-baanresonantie tussen Saturnus en de planeten hebben verbroken, waardoor de kanteling van de planeet zou zijn veranderd. Het puin van de inslag zou zich kunnen hebben opgehoopt in het huidige Hyperion, wat de lage dichtheid en de poreuze puinhoopstructuur verklaart.
Ringvorming en systeeminstabiliteit
De instabiliteit bleef niet beperkt tot het buitenste Saturniaanse systeem. De onderzoekers suggereren dat een opgewonden Titan de binnenste manen van Saturnus zou kunnen hebben gedestabiliseerd door middel van resonante interacties. Botsingen en heraangroei tussen deze manen hebben mogelijk het materiaal gegenereerd dat het huidige ringsysteem vormde. Dit koppelt de jonge leeftijd van de ringen aan dezelfde gebeurtenis die Hyperion creëerde en het buitenste systeem opnieuw vormgaf.
Bewijs en toekomstige tests
Onafhankelijk bewijsmateriaal, waaronder de massa en samenstelling van de ringen, wees al op jonge leeftijd. Het nieuwe model biedt een plausibel mechanisme voor deze recente activiteit. De simulaties van het team laten zien dat dergelijke botsingen vaak voorkomen onder de juiste omstandigheden, en dat de nasleep aansluit bij de waargenomen orbitale hellingen en excentriciteiten van de manen van Saturnus.
“Hyperion, de kleinste van de grote manen van Saturnus, gaf ons de belangrijkste aanwijzing over de geschiedenis van het systeem”, zei Dr. Ćuk.
Toekomstige orbitale, geofysische en geologische gegevens – vooral van missies gericht op de manen van Saturnus – zullen essentieel zijn om dit scenario te testen. De auteurs concluderen echter dat het bewijsmateriaal steeds meer wijst op een dynamisch actief en relatief jong Saturnus-systeem, gevormd door recente, dramatische gebeurtenissen.
