Sterrenkundigen weten al eeuwenlang dat de planeet Saturnus een indrukwekkend ringsysteem heeft. Toch is nog lang niet alles over dit systeem bekend. Zo werd in 2009 de Spitzer Space Telescope ingezet om ons zonnestelsel te observeren. Spitzer detecteerde toen een gigantische ring om Saturnus, die nog nooit eerder was gezien. Deze band, die voornamelijk uit heel fijn stof bestaat, staat veel verder van de planeet dan de rest van zijn ringen. Daarnaast is hij ook vele malen breder.
De grootte van deze ring is bijna onvoorstelbaar. Als je op een donkere nacht naar boven zou kijken, zou je de planeet Saturnus als een puntje aan de hemel zien. Als je de stofring ook zou kunnen zien, zou hij aan de sterrenhemel een grootte hebben van twee volle manen. Dit is een enorm gebied. De ring begint op zo’n 6 miljoen kilometer afstand van Saturnus, en is zelf ook nog eens zo’n 12 miljoen kilometer breed. Een kleine rekensom vertelt ons dat de aarde een miljoen keer in deze ring zou passen!
De stofring van Saturnus is reusachtig in vergelijking met de planeet zelf, en zou als hij zichtbaar was de afmeting hebben van twee volle manen aan onze nachthemel. Afbeelding: © NASA
Maar hoe kan het dan dat zo’n gigantische structuur pas in 2009 is gevonden? Onderzoekster Anne Verbiscer beschreef dit mysterie in de publicatie in Nature, die volgde na Spitzers ontdekking. De stofdeeltjes waar de ring uit bestaat zijn extreem klein. Daarnaast zijn ze over een enorme ruimte verdeeld. Zelfs als je in de ring zou staan zou je het stof niet kunnen waarnemen. In een kubieke kilometer ring zitten gemiddeld maar tien tot twintig deeltjes. Doordat dit er zo weinig zijn, wordt zichtbaar licht (bijvoorbeeld van de zon) niet gereflecteerd. En daardoor zien wij, zelfs op een donkere nacht, deze enorme band niet aan onze sterrenhemel.
Spitzer speurde echter niet naar zichtbaar licht maar naar infraroodstraling. Deze straling wordt uitgezonden door alles wat warmte afgeeft. Dit wil niet zeggen dat de ring daadwerkelijk ‘warm’ is, in de gebruikelijke zin van het woord. Spitzer kon namelijk al objecten waarnemen met temperaturen vanaf maar 80 Kelvin (dit is bijna -200 graden Celsius!). Dus zelfs als je Spitzer op een ijscoupe zou richten, dan zou het ijs een enorm helder infrarood licht uitstralen. Het koude stof van de ring kon zo gemakkelijk worden gevonden, en daardoor werd de ring een paar jaar geleden eindelijk ontdekt.
De stofring van Saturnus is met zichtbaar licht niet te zien, maar een camera die gevoelig is voor infrarood ziet hem wel. Afbeelding: © NASA/JPL-Caltech/Univ. of Virginia.
Saturnusmaan Iapetus. Afbeelding: © Cassini Imaging Team/SSI/JPL/ESA/NASA
Naast een verrassende ontdekking bood de stofring ook de oplossing voor een mysterie wat sterrenkundigen al eeuwenlang bezig hield. Eén van de manen van Saturnus, Iapetus, is aan één kant donker bevlekt. Al 300 jaar speelde de vraag hoe een dergelijk kleurverschil was ontstaan. Anne Verbiscer’s team zocht naar de oplossing, en vond de stofring. Iapetus reist in zijn baan precies door de grote stofring heen. Daardoor veegt hij constant een hoop stofdeeltjes op. Dit is te vergelijken met een auto die over de snelweg rijdt. Hoewel je onderweg geen vliegjes voor je voorruit ziet, blijkt bij aankomst toch dat er heel wat ongedierte tegen je ruit is gespat. Iapetus functioneert net als zo’n voorruit, die het stof van de ring bij het passeren opveegt. Dit gebeurt al zo lang dat het stof nu metersdik op Iapetus zit.
Een laatste vraag resteert dan: waar komt het stof in deze ring vandaan? Opvallend is dat de ring ongeveer een zelfde baan beschrijft als een andere maan van Saturnus, die Phoebe heet. De meest bekende theorie luidt dat komeetinslagen lang geleden stukjes van deze maan hebben afgeslagen. Deze stukken werden de ruimte in geslingerd. Ze bewogen zich vervolgens in een vergelijkbare baan om Saturnus heen, en vormden zo de gigantische ring.
Saturnus, de manen Iapetus en Phoebe, en de stofring. Afbeelding: © NASA
We danken de stofring dus aan Phoebe, en Iapetus dankt op zijn beurt zijn donkere kant aan de ring. Echter, het stof op Iapetus blijkt qua kleur niet helemaal overeen te komen met de materie waaruit Phoebe bestaat. Dit betekent niet dat Verbiscer’s theorieën niet kloppen. Astronomen onderzoeken nu of het stof misschien van kleur is veranderd toen het op Iapetus terecht kwam. Of ook deze theorie zal zegevieren, zal de toekomst ons uitwijzen.
Zie ook:
"
