De ringen van Saturnus zijn erg jong

Subtiele zogenoemde dopplerverschuivingen in het radiosignaal verraden kleine snelheidsveranderingen van Cassini. Dat is een beetje vergelijkbaar met de sirene van een ambulance, die merkbaar van toonhoogte verandert op het moment dat hij voorbij rijdt. Die kleine snelheidsveranderingen (in de orde van millimeters per seconde²) worden toegeschreven aan de planeet, de manen en de ringen (bestaande uit ijs- en rotsdeeltjes) die met hun grote massa via de zwaartekracht allemaal aan de ruimtesonde ‘trekken’. Gaat Cassini plotseling ietsjes sneller dan verwacht richting de ringen, dan betekent dit dat die ringen wellicht iets zwaarder zijn dan gedacht. Op deze manier is ook informatie te winnen over het binnenste van de planeet.

De gegevens die Cassini leverde zijn het beste te rijmen met computermodellen die uitgaan van een planeet die tot een diepte van zo’n 9000 kilometer in beweging is: dat is ongeveer vijftien procent van de straal van de planeet. Daaronder gedraagt de planeet zich als een rigide bal die in ruim tien uur om zijn as draait.

Cassini was ook in staat om het gewicht van de drie ‘hoofdringen’ te bepalen (de andere ringen zijn te licht om te meten op deze manier). Die lijken nog wat minder massa te hebben dan de metingen van de Voyager-ruimtesondes suggereerden. Deze sondes passeerden Saturnus begin jaren 80. Lichtere ringen betekenen op hun beurt weer dat de kans groot is dat ze relatief jong zijn. Althans in termen van de leeftijd van het zonnestelsel, dat ongeveer 4,5 miljard jaar oud is. De ringen zouden pas zo’n 100 miljoen jaar geleden zijn ontstaan, waarschijnlijk als gevolg van de catastrofale botsing van een of meerdere middelgrote manen.

Diepere winden dan Jupiter

Yamila Miguel is universitair docent van de Sterrewacht Leiden en is betrokken bij de Juno-missie die op een vergelijkbare manier het binnenste van Jupiter onder de loep nam. Ze doet ook onderzoek aan Saturnus en is enthousiast over de nieuwe resultaten, die ons een blik geven ín de grote gasreuzen aan de buitenkant van het zonnestelsel.

Het lijkt erop dat Jupiter met ‘slechts’ 3000 kilometer een veel minder diep wervelende laag heeft. “Dat is op zich geen verrassing, want Jupiter en Saturnus zijn erg verschillend”, zegt ze. “Zowel de massa als de samenstelling is anders. Toch weten we nog niet zo goed waarom de wervelingen op een bepaalde diepte in deze planeten lijken te stoppen. Het heeft wellicht te maken met het magnetisch veld dat de kern opwekt. Van Saturnus waren er al wat aanwijzingen voor wat er zich in de planeet afspeelt, door zwaartekrachtinteracties met de ringen.”

Die ringen waren volgens Miguel al langer onderwerp van discussie. Het zouden overblijfselen kunnen zijn van de oorspronkelijke wolk van materiaal waaruit de planeet ontstond. Maar het kunnen ook de resten van een of meerdere verbrijzelde manen zijn. Lichtere ringen zouden beter overeenkomen met die laatste theorie.

Het kan zijn dat we Saturnus treffen in een voor kosmische begrippen korte periode waarin hij ringen heeft. Vorige maand publiceerden wetenschappers nog een artikel waarin ze stellen dat de ringen over een paar honderd miljoen jaar verdwenen zijn. Nog even genieten dus, van die ringen.