היווצרות הטבעות של שבתאי הייתה אחת השאלות הקלאסיות אם לא הנצחיות באסטרונומיה. אבל חוקר אחד סיפק תיאוריה חדשה ומעוררת כדי לענות על השאלה הזו. רובין קאנאפ ממכון המחקר הדרום-מערבי חשף ראיות לכך שהטבעות הגיעו מירח גדול בגודל טיטאן שנהרס כשהתגלגל לתוך שבתאי צעיר.
במהלך השנים, התפתחו תיאוריות שונות על האופן שבו הטבעות נוצרו סביב שבתאי. שתי התיאוריות המובילות כוללות ירח קטן שנופץ מפגיעות מטאורים, או שיבוש גאות ושפל של שביט שמתקרב מדי לשבתאי.
אבל הטבעות העיקריות של שבתאי הן כ-90% קרח מים במסה, ומכיוון שהפצצת הטבעות על ידי מיקרו-מטאורואידים מגדילה את תכולת הסלע שלהן לאורך זמן, קנאפ אמר שההרכב הנוכחי של הטבעות מרמז שהן היו בעצם קרח טהור כשהן נוצרו.
עם זאת, שיבוש של ירח קטן יוביל בדרך כלל לטבעת סלע-קרח מעורבת, בעוד שיבוש גאות ושפל של שביטים יתרחשו לעתים קרובות יותר בצדק, אורנוס ונפטון מאשר בשבתאי.
תובנות חדשות על אופי הטבעות של שבתאי נחשפות בפסיפס פנורמי זה של 15 תמונות שצולמו במהלך השוויון של כוכב הלכת באוגוסט 2009. קרדיט תמונה: NASA/JPL/SSI
בנוסף, אף אחת מהתיאוריות הללו לא תסביר את הירחים הפנימיים של שבתאי, שיש להם צפיפות נמוכה מספיק, כך שגם הם חייבים להיות מורכבים מקרח כמעט טהור.
התיאוריה האלטרנטיבית החדשה של קאנאפ היא שירח בגודל טיטאן עם ליבה סלעית ומעטפת קפואה הסתחרר לתוך שבתאי מוקדם בהיסטוריה של מערכת השמש. כוחות גאות ושפל קרעו חלק מהמעטפת הקפואה, והפיצו אותו למה שיהפוך לטבעות. אבל הליבה הסלעית הייתה עשויה מחומר עמיד יותר שהחזיק יחד עד שפגע בפני השטח של שבתאי. 'התוצאה הסופית היא טבעת קרח טהורה', אמר קאנאפ במאמר ב טֶבַע .
עם הזמן הטבעת מתפשטת ומסתה פוחתת, ונוצרים ירחים קפואים. עקב שינויים במערכת שבתאי המתפתחת, ירחים 'הולידו' אלה התגלגלו החוצה ולא פנימה. בדרך זו, טבעות קרח וירחים פנימיים מוגברים בקרח מקורם כתוצר לוואי ראשוני של אותו תהליך המייצר את מערכת הלוויין הרגילה של שבתאי, מה שהופך את כל התהליך לפשוט יותר מאשר אילו היו מספר אירועים.
קאנאפ בוחן אירועי היווצרות באמצעות הדמיות מחשב מפורטות, כולל לימוד כיצד נוצר הירח שלנו.
היא הציגה את ממצאיה בפגישה של החטיבה למדע פלנטרי של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה השבוע, בפסדינה, קליפורניה, והמצגת שלה פורטה במאמר ב-Nature.
מקורות: התקציר של קאנאפ , טֶבַע