Saturnus staat bekend om zijn prachtige ringen. Jupiter zou, als grotere planeet, een nóg imposanter ringenstelsel kunnen hebben. Helaas gooiden Jupiters vier grootste manen roet in het eten. Daarom gaat de reuzenplaneet zo goed als ringloos door het leven.
‘Het heeft me altijd gestoord dat Jupiter, die meer massa heeft dan alle andere planeten van het zonnestelsel samen, geen substantiële ringen heeft zoals Saturnus’, mailt astronoom Stephen Kane van de Universiteit van Californië. Wat Jupiter wel heeft, zijn imposante manen. Waarvan de grootste zelfs de grootste maan van het zonnestelsel is.
De ringen van Saturnus bestaan uit deeltjes van een paar centimeter tot enkele meters groot, bijna allemaal waterijs met wat rotsachtig materiaal. De manen van Jupiter bevatten ook veel water, maar bestaan daarnaast voornamelijk uit rotsachtig materiaal.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Verstorende manen
Om te achterhalen waarom Jupiter ringloos is, dook Kane met promovendus Zhexing Li achter de computer. Met een computermodel bootsten ze de beweging en het gedrag na van Jupiter en zijn manen. Vervolgens keken ze of en hoe er ringen ontstaan en verdwenen zouden kunnen zijn.
‘We simuleerden wat er zou gebeuren als er kleine deeltjes in verschillende banen rond Jupiter zouden cirkelen’, vertelt Kane. ‘We onderzochten wat er met die deeltjes gebeurt na één miljoen jaar, en na tien miljoen jaar. We ontdekten dat veel van het ringmateriaal na één miljoen jaar uit het systeem is verwijderd en bijna al het materiaal na tien miljoen jaar.’ De deeltjes verdwenen voor ze een kans hadden ringen te vormen.
De simulaties wijzen ook de boosdoeners aan die voorkomen dat deze deeltjes een ringenstelsel vormen: Jupiters vier grootste manen. De massa van de manen, en de manier waarop ze om de planeet draaien, verstoren de kleine deeltjes. Die verdwijnen daardoor de ruimte in of slaan in op de manen. Kane: ‘Zo vegen de manen het gebied rondom de planeet schoon waar zich anders ringen zouden vormen.’
Vage ringen
De onderzoekers zijn ook van plan om een soortgelijk onderzoek uit te voeren naar de ringen (of het ontbreken daarvan) van Uranus en Neptunus. Kane: ‘Uranus heeft een interessant ringsysteem, hoewel het lang niet zo imposant is als de ringen van Saturnus. Neptunus heeft ook ringen, maar ze zijn zo zwak en vaag dat ze er nauwelijks zijn.’
Ook Jupiter heeft iets van ringen. De manen hebben niet alles weg weten te vegen. Er zijn kleine, dunne en vage ringen te zien die bestaan uit stof-achtig materiaal dicht bij de planeet bevindt. Daar heeft het materiaal kunnen ontsnappen aan het effect van de grote manen, en wordt het beheerst door de sterke zwaartekracht van Jupiter.
Ruimtesonde Voyager 1 nam Jupiters ringen als eerst waar. En afgelopen juli bracht ook de James Webb-ruimtetelescoop ze in beeld.
Kane is nog lang niet uitgekeken op planetaire ringen, hoe vaag ook. ‘Ringen zijn fascinerend’, zegt hij. ‘Ze geven veel informatie over de geschiedenis van de planeet, de samenstelling van de manen en (afhankelijk van de leeftijd van de ringen) de samenstelling van het materiaal waaruit de planeten zijn ontstaan.’ Verder hoopt hij dat zijn onderzoek kan bijdragen aan de ontdekking van exoringen bij exoplaneten buiten het zonnestelsel.
