De iconische ringen van Saturnus zijn pas tien tot honderd miljoen jaar oud. Dat concluderen astronomen uit de meetgegevens van ruimtesonde Cassini-Huygens, die in 2017 tussen de ringen door vloog.
Tien tot honderd miljoen jaar lijkt misschien een hele poos, maar voor astronomische begrippen is het een oogwenk. Het zonnestelsel bestaat al zo’n 4,5 miljard jaar. Als Saturnus een 45-jarige persoon zou zijn, zou die de ringen hooguit een jaar en misschien zelfs nog maar een maand om zich heen hebben.
De ontdekking, gepubliceerd in vakblad Science, lijkt een langlopende discussie te beëindigen. Sommige astronomen dachten tot dusver dat de ringen van Saturnus tegelijk met de planeet waren ontstaan. Nu heeft het er alle schijn van dat Saturnus het grootste deel van zijn leven ringloos was.
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
Ringsteekduikvlucht
De astronomen achterhaalden de leeftijd van de ringen op basis van meetgegevens van ruimtesonde Cassini-Huygens. Die sonde maakte in 2017 een indrukwekkende duikvlucht tussen de ringen van Saturnus door. Het was een van zijn laatste kunstjes – daarna stortte de sonde neer op de planeet.
Tijdens zijn ringsteekduikvlucht stuurde Cassini-Huygens voortdurend radiogolven naar de aarde. Uit de dopplerverschuiving van die golven konden de astronomen het precieze traject van de sonde berekenen – net zoals je uit het geluid van een ambulance kunt afleiden of die naar je toe of van je af beweegt.
Ringvervuiling
De precieze beweging van Cassini-Huygens hing af van de zwaartekracht die hij van de ringen ondervond. Daarom konden de astronomen uit zijn traject de zwaartekracht en dus de massa van de ringen bepalen. Die massa bleek kleiner dan verwacht: ongeveer 40 procent van de massa van Saturnusmaan Mimas, die op zijn beurt zo’n 2000 keer zo klein is als onze maan. Al met al is Saturnus zo’n 40 miljoen keer zo zwaar als zijn ringen.
Eerder hadden planeetwetenschappers modellen opgesteld van de vorming van ringen rond een planeet. Die modellen leverden een verband tussen de massa en de leeftijd van een ringensysteem. Hoe zwaarder de ringen, hoe ouder ze zijn. Dat komt onder andere doordat de ringen, die oorspronkelijk alleen uit ijs bestaan, mettertijd vervuild raken door interplanetair gruis. De relatief kleine massa van de ringen van Saturnus wijst dus op een jonge leeftijd.
Wind meenemen
In eerste instantie konden de astronomen geen chocola maken van de Cassini-Huygens-gegevens. De beweging van de sonde leek met geen enkel ringenmodel te verklaren. Pas toen de astronomen in hun modellen meenamen dat er diep in de atmosfeer van Saturnus hevige stormen woeden, vielen de puzzelstukjes op hun plaats. Zo leverde het ringenonderzoek ook nog eens kennis op over het weer op Saturnus.
Hagel
In december concludeerde een onderzoeksteam van NASA op basis van telescoopmetingen dat de ringen van Saturnus niet alleen nog maar net bestaan, maar ook razendsnel verdwijnen. Ze zagen dat het magneetveld van Saturnus materiaal uit de ringen vangt, dat vervolgens op de planeet neerhagelt. Op basis van de snelheid waarmee dat gebeurt, verwachten ze dat de iconische ringen over ongeveer honderd miljoen jaar alweer weg zijn.
Het zonnestelsel zal naar verwachting in totaal zo’n 10 miljard jaar bestaan. Als Saturnus hooguit 200 miljoen jaar ringen heeft, zijn we dus bevoorrecht dat we precies in die periode leven – slechts 2 procent van de totale levensduur van het zonnestelsel.
Marsring
De ontdekkingen veranderen ons beeld van ringen rond planeten. In plaats van een fundamentele planeeteigenschap lijken ze een tijdelijk verschijnsel waarmee elke planeet te maken kan krijgen.
Eerder al concludeerden NASA-onderzoekers dat Mars mogelijk ooit ringen krijgt. Phobos, een van zijn manen, komt namelijk steeds dichter bij de rode planeet. Wanneer die een kritieke grens passeert, valt de maan mogelijk uiteen in gruis dat vervolgens een ring vormt.
Ook de aarde kan ooit een ring krijgen, maar dat ligt minder in de lijn der verwachting. Onze maan beweegt namelijk juist steeds verder bij ons vandaan. Maar als er ooit een komeet of planetoïde op de maan botst, is het niet onmogelijk dat uit het puin van de botsing een prachtige ring ontstaat.